1. Obecný úvod

Z biologického hlediska je základní definice života dána buněčnou teorií, která byla formulována zhruba v polovině 19. století Theodorem Schwannem a Mathiasem Jacobem Schleidenem s přispěním Rudolfa Virchowa. Dle této teorie jsou všechny živé organizmy složeny z buněk, které tvoří základní a nejjednodušší strukturní a funkční jednotky života. Tyto buňky vznikají z již existujících buněk, sdílejí obecné chemické složení, vybrané biologické vlastnosti a ve své podstatě představují tzv. otevřené systémy. Tato jejich „otevřenost“ spočívá v tom, že neustále existují v jakési homeostatické rovnováze, která musí být nutně udržována recipročními výměnami informací v rámci různých buněčných kompartmentů. Tyto výměny se však také odehrávají mezi buňkami a vnějším prostředím či mezi buňkami samotnými, a to zejména pokud tyto existují ve vyšších strukturně funkčních celcích - např. v rámci prokaryotních společenstev, eukaryotních tkání či celých eukaryotních mnohobuněčných organizmů.

            Výměny těchto informací probíhají neustále a liší se v závislosti na biologickém stupni vývoje organizmu (buňky), na základě povahy vlastního signálu i způsobem jakým buňka na tento signál bude/nebude reagovat. Studium výměn informací, které jsou také označovány jako (mezi)buněčné komunikace či signalizace, patří mezi významná výzkumná témata biomedicíny, a to zejména ze dvou základních důvodů:

 

1) podrobné pochopení podstaty signalizací a mezibuněčných komunikací významně přispívá k objasnění základních principů fungování a existence všech živých organizmů včetně člověka a ve svém konečném důsledku by tedy mohlo umožnit přesněji definovat podstatu života, který nás obklopuje a jehož jsme integrální součástí,

 

2) odchylky či poruchy v signalizacích a mezibuněčných komunikacích mohou zapříčinit dočasnou či chronickou ztrátu homeostázy s následným rozvojem patologických stavů a nemocí vedoucích k podstatnému zkrácení délky života či ke snížení jeho kvality u daného organizmu.

 

Jak již bylo zmíněno výše, komunikace zahrnují výměny komplexních toků informací probíhajících v závislosti na stupni vývoje buňky (organizmu) na různých úrovních, které však v rámci daného živého systému musí být vhodně koordinovány. Tato koordinace odráží základní hierarchii uspořádání vyšších živých soustav, tj. typicky buňka-tkáň-orgán-organizmus-komunita-ekosystém. Z tohoto pohledu se pak komunikační aktivity jednotlivých buněk, tkáňových či orgánových systémů a celého mnohobuněčného organizmu budou v mnoha kvantitativních i kvalitativních parametrech lišit, i když jejich základ bude vždy podobný. Tento výukový materiál se tedy bude zabývat pouze vybranými základními aspekty informačních výměn, a to na úrovni jednotlivých buněk (včetně jejich interakcí s prostředím), přičemž vyšší integrace těchto komunikací do tkáňového či orgánového kontextu (včetně organizmu) se předpokládá v rámci studia dalších specializovaných teoretických, preklinických a klinických předmětů (např. biochemie, fyziologie, mikrobiologie, farmakologie, interní medicína atd.).