Cell to Cell Communication in the Failing Heart

Author(s):  
Walmor C. De Mello
Author(s):  
Ji-da Dai ◽  
M. Joseph Costello ◽  
Lawrence I. Gilbert

Insect molting and metamorphosis are elicited by a class of polyhydroxylated steroids, ecdysteroids, that originate in the prothoracic glands (PGs). Prothoracicotropic hormone stimulation of steroidogenesis by the PGs at the cellular level involves both calcium and cAMP. Cell-to-cell communication mediated by gap junctions may play a key role in regulating signal transduction by controlling the transmission of small molecules and ions between adjacent cells. This is the first report of gap junctions in the PGs, the evidence obtained by means of SEM, thin sections and freeze-fracture replicas.


2015 ◽  
Vol 58 ◽  
pp. 115-131 ◽  
Author(s):  
Ayane Motomitsu ◽  
Shinichiro Sawa ◽  
Takashi Ishida

The ligand–receptor-based cell-to-cell communication system is one of the most important molecular bases for the establishment of complex multicellular organisms. Plants have evolved highly complex intercellular communication systems. Historical studies have identified several molecules, designated phytohormones, that function in these processes. Recent advances in molecular biological analyses have identified phytohormone receptors and signalling mediators, and have led to the discovery of numerous peptide-based signalling molecules. Subsequent analyses have revealed the involvement in and contribution of these peptides to multiple aspects of the plant life cycle, including development and environmental responses, similar to the functions of canonical phytohormones. On the basis of this knowledge, the view that these peptide hormones are pivotal regulators in plants is becoming increasingly accepted. Peptide hormones are transcribed from the genome and translated into peptides. However, these peptides generally undergo further post-translational modifications to enable them to exert their function. Peptide hormones are expressed in and secreted from specific cells or tissues. Apoplastic peptides are perceived by specialized receptors that are located at the surface of target cells. Peptide hormone–receptor complexes activate intracellular signalling through downstream molecules, including kinases and transcription factors, which then trigger cellular events. In this chapter we provide a comprehensive summary of the biological functions of peptide hormones, focusing on how they mature and the ways in which they modulate plant functions.


2000 ◽  
Vol 57 (5) ◽  
pp. 284-292 ◽  
Author(s):  
Pieske ◽  
Hasenfuß

Bei Herzinsuffizienz führt häufig eine primäre myokardiale Schädigung zur Aktivierung kompensatorischer Gegenregulationsmechanismen, die unmittelbar zur Progression der Herzinsuffizienz beitragen (Circulus vitiosus). Am Myokard selbst kommt es neben kompensatorischer Hypertrophie zu Dilatation und Gefügeumbau (Remodeling). Darüber hinaus treten Störungen der Endothelfunktion und Veränderungen der Skelettmuskulatur auf. Hinzu kommen spezifische subzelluläre Veränderungen auf der Ebene der Myozyten, die letztendlich zu einer gestörten Funktion der physiologischen Regulationsmechanismen der myokardialen Kontraktilität führen. Störungen des intrazellulären Ca2+-Stoffwechsels beruhen insbesondere auf einer verminderten Ca2+-Wiederaufnahmekapazität des sarkoplasmatischen Retikulums und einer vermehrten Aktivität des sarkolemmalen Na+/Ca2+-Austauschers. In der Konsequenz führt die Abnahme der intrazellulären systolischen Ca2+-Konzentration bei steigender Schlagfrequenz zur verminderten Aktivierung der kontraktilen Proteine und damit zu der beobachteten negativen Kraft-Frequenz-Beziehung. Die verminderte Expression myokardialer beta-Rezeptoren und Störungen im Bereich der Kopplungsproteine führen zu einer reduzierten Stimulierbarkeit der Adenylatzyklase und einer Abnahme des cAMP-Gehaltes der Myozyten. Hierdurch ist am insuffizienten menschlichen Herzen die Phosphorylierung intrazellulärer Funktionsproteine vermindert. Dies führt zu einer weiteren Abnahme der Ca2+-Wiederaufnahme in das sarkoplasmatische Retikulum und möglicherweise zu einer gesteigerten Ca2+-Sensitivität der kontraktilen Proteine. Der Frank-Starling-Mechanismus scheint am isolierten menschlichen Myokard bei Herzinsuffizienz weitgehend erhalten zu sein. Unter physiologischen Bedingungen kommt es zu einem engen Zusammenspiel dieser Regulationsmechanismen. beta-Rezeptor-Stimulation steigert unmittelbar die myokardiale Kontraktionskraft, führt aber auch zur Potenzierung der Kraft-Frequenz-Beziehung und möglicherweise zu einer Abschwächung der Ca2+-Ansprechbarkeit der kontraktilen Proteine und damit zu einer verminderten Wirksamkeit des Frank-Starling-Mechanismus. Eine Abschwächung der beta-adrenergen Stimulierbarkeit des Myokards kann deshalb zu einer weiteren Verschlechterung der Kraft-Frequenz-Beziehung führen. Inwiefern vasoaktive Peptide (Endothelin, Angiotensin) in diese Regulationsmechanismen bei Herzfrequenz eingreifen, ist derzeit offen.


2010 ◽  
Vol 58 (S 01) ◽  
Author(s):  
S Eigeldinger-Berthou ◽  
P Buntschu ◽  
A Frobert ◽  
S Cook ◽  
MN Giraud ◽  
...  

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