A célsejtek olyan szerkezeti és funkcionális egységek, amelyek speciális receptorfehérjék segítségével kölcsönhatásba lépnek a hormonokkal. A definíció általában egyértelmű, de maga a téma igen terjedelmes, és minden aspektusa fontos. Elég nehéz az összes anyagot egyszerre lefedni, ezért most csak a célsejtekkel, azok típusával és hatásmechanizmusával kapcsolatos főbb pontokról fogunk beszélni.
Definíció
A célcellák egy nagyon érdekes kifejezés. A benne lévő előtag logikailag indokolt. Valójában a szervezet minden sejtje a hormonok célpontja. Érintkezésük pillanatában specifikus biokémiai reakció indul el. A következő folyamat közvetlenül kapcsolódik az anyagcseréhez.
A hatás érvényesülésének erőssége határozza meg a célsejttel reagáló hormon koncentrációját. Ez azonban nem az egyetlen kulcsfontosságú tényező. Szintén szerepet játszika hormon bioszintézis sebessége, érésének körülményei, és a környezet sajátosságai, amelyben a sejt érintkezik a hordozó fehérjével.
Ezenkívül a biokémiai hatás a hormonális hatások antagonizmusát vagy szinergizmusát tükrözi. Például az epinefrin és a glukagon (amelyeket a mellékvesék, illetve a hasnyálmirigy termelnek) hasonló hatással bírnak. Mindkét hormon aktiválja a glikogén lebomlását a májban.
A női nemi hormonok, a progeszteron és az ösztrogén azonban antagonista hatásúak. Az első lassítja a méh összehúzódását, a második pedig éppen ellenkezőleg, erősíti őket.
A receptorfehérjék fogalma
Kicsit részletesebben kell tanulmányozni. A célsejtek, mint már említettük, olyan szerkezeti egységek, amelyek kölcsönhatásba lépnek a hormonokkal. De mik is azok a hírhedt receptorfehérjék? Az úgynevezett molekulák, amelyeknek két fő funkciójuk van:
- Reagáljon fizikai tényezőkre (például fényre).
- Más molekulák megkötése, amelyek szabályozó jeleket hordoznak (neurotranszmitterek, hormonok stb.).
Az utolsó jellemző a legjelentősebb. Az ezen jelek által kiváltott konformációs változások miatt a receptorfehérjék bizonyos biokémiai folyamatokat indítanak el a sejtben. Az eredmény a külső jelekre adott fiziológiai válaszának megvalósulása.
A fehérjék egyébként a sejt nukleáris vagy külső membránján vagy a citoplazmában is elhelyezkedhetnek.
Receptorok
Rólukkülön kell elmondani. A célsejtreceptorok specifikus kémiai szerkezeteik, amelyek komplementer helyeket tartalmaznak, amelyek egy hormonhoz kötődnek. Ennek a kölcsönhatásnak az eredményeként megy végbe minden további biokémiai reakció, amely a végső hatáshoz vezet.
Fontos megjegyezni, hogy bármely hormon receptora olyan fehérje, amelynek legalább két doménje (harmadlagos szerkezeti eleme) van, amelyek szerkezetükben és funkciójukban különböznek egymástól.
Mi a funkciójuk? A receptorok a következőképpen működnek: az egyik domén megköti a hormont, a második pedig egy adott intracelluláris folyamatra alkalmazható jelet állít elő.
A szteroid biológiailag aktív anyagokban minden egy kicsit másképp történik. Igen, ebbe a csoportba tartozó hormonreceptoroknak is van legalább két doménje. Csak az egyikük végez kötődést, a második pedig egy adott DNS-régióval van kapcsolatban.
Érdekes, hogy sok sejtben vannak úgynevezett tartalék receptorok – azok, amelyek nem vesznek részt a biológiai válasz kialakulásában.
Fontos tudni
A hormonok célsejtekre gyakorolt hatásútjait és a téma egyéb jellemzőit tanulmányozva meg kell jegyezni, hogy a legtöbb receptort eddig nem vizsgálták kellőképpen. Miért? Mert izolálásuk és további tisztításuk nehézkes. De az egyes receptorok sejtjeinek tartalma meglehetősen alacsony.
Azonban köztudott, hogy a hormonok kémiai-fizikai módon lépnek kölcsönhatásba a receptorokkal. Hidrofób éselektrosztatikus csatlakozások. Amikor a receptor egy hormonhoz kötődik, a receptorfehérje konformációs változáson megy keresztül, ami a jelátviteli molekula komplexével való aktiválódását eredményezi.
Neurotranszmitterek
Ez a biológiailag aktív anyagok neve, amelyek fő funkciója az idegsejtekből és neuronokból származó elektrokémiai impulzusok továbbítása. „Közvetítőknek” is nevezik őket. Természetesen a célsejtekre is hatással vannak a neurotranszmitterek.
Pontosabban, a „közvetítők” közvetlenül érintkeznek a fent említett biokémiai receptorokkal. A két anyag által alkotott komplex képes befolyásolni bizonyos anyagcsere-folyamatok intenzitását (mediátorokon keresztül vagy közvetlenül).
Például az egyik neurotranszmitter a célsejt ingerlékenységének növekedését és a posztszinaptikus membrán fokozatos depolarizációját okozza. Más „közvetítőknek” teljesen ellentétes hatása lehet (gátló hatás).
További számos anyag blokkolja és aktiválja a receptorokat. Ide tartoznak a prosztaglandinok, neuroaktív peptidek és aminosavak. Valójában azonban sokkal több olyan anyag van, amely befolyásolja az információátadás folyamatát.
A hormonok hatástípusai a célsejtekre
Öt van összesen. Ezeket a fajokat a következő listából választhatja ki:
- Metabolikus. Megnyilvánul a sejtmembránok, organellumok permeabilitásának változásában, valamint az intracelluláris enzimek aktivitásában és szintézisében. Kifejezett metabolikus hatása pajzsmirigy által termelt különböző hormonok.
- Javítás. Ez a művelet befolyásolja a célsejtek által biztosított funkciók intenzitását. Súlyossága a reakcióképességtől és a kezdeti állapottól függ. Példaként felidézhetjük az adrenalin szívritmusra gyakorolt hatását.
- Kinetikus. Amikor ilyen hatást fejtenek ki, a célsejtek nyugodt állapotból aktív állapotba kerülnek. Egy szembetűnő példa a méh izomzatának reakciója az oxitocinra.
- Morfogenetikus. Ez a célsejtek méretének és alakjának megváltoztatásából áll. A szomatotropin például befolyásolja a szervezet növekedését. A nemi hormonok pedig közvetlenül részt vesznek a szexuális jellemzők kialakításában.
- Reaktogén. Ennek hatására megváltozik a célsejtek érzékenysége, más mediátorokkal és hormonokkal szembeni érzékenysége. A kolecisztokinin és a gasztrin befolyásolja az idegsejtek ingerlékenységét.
Kölcsönhatás vízben oldódó hormonokkal
Megvannak a maga sajátosságai. A hormonok és a célsejtek közötti kölcsönhatásról beszélve meg kell jegyezni, hogy ha vízben oldódnak, akkor anélkül fejtik ki hatásukat, hogy behatolnának - vagyis a citoplazma membrán felszínéről.
Íme a folyamat lépései:
- Képződés a HRK (hormon-receptor komplex) membrán felületén.
- Utólagos enzimaktiválás.
- Másodlagos közvetítők kialakítása.
- Bizonyos csoportba tartozó protein kinázok képződése (más fehérjéket módosító enzimek).
- A fehérje foszforilációjának aktiválása.
A leírt folyamatot egyébként helyesen vételnek nevezik.
Kölcsönhatás zsírban oldódó hormonokkal
Vagy ahogy leggyakrabban nevezik, szteroidokkal. Ebben az esetben a hormonok eltérő hatást fejtenek ki a célsejtekre. Mivel a szteroidok a vízben oldódó anyagokkal ellentétben mégis behatolnak a belsejébe.
Lépésről lépésre így néz ki:
- A szteroid hormon kapcsolatba lép a membránreceptorral, majd a GRK átkerül a sejtbe.
- Az anyag ezután a citoplazmatikus receptorfehérjéhez kötődik.
- Ezt követően a GRK átkerül a magba.
- A harmadik receptorral kölcsönhatás lép fel, amit GRK képződés kísér.
- A GRK ezután kötődik a DNS-hez és természetesen a kromatin akceptorhoz.
A hormonok célsejtekre gyakorolt hatásának ezen útját tanulmányozva megérthetjük, hogy a GRK már elég hosszú ideje jelen van a sejtmagban. Ezért minden élettani hatás több órával a folyamat kezdete után jelentkezik.
Jelfelismerés
És erről is érdemes néhány szót ejteni. A testbe érkező jelek kétféleek:
- Külső. Mit jelent? Az a tény, hogy a cella felé irányuló jelek a külső környezetből származnak.
- Belföldi. Jelek keletkeznek, majd ugyanabban a cellában hatnak. A jelek gyakran metabolitok, amelyek alloszterikus inhibitorok vagy aktivátorok szerepét töltik be.
Típustól függetlenül ugyanazok a feladataik. Ebben azonosíthatókegy ilyen lista:
- Az úgynevezett üresjárati metabolikus ciklusok kizárása.
- A homeosztázis megfelelő szintjének fenntartása.
- Az anyagcsere-folyamatok intercelluláris és belső koordinációja.
- Az energia képződési és további felhasználási folyamatainak szabályozása.
- A test alkalmazkodása a környezet változásaihoz.
Egyszerűen fogalmazva, a jelzőmolekulák kémiai eredetű endogén vegyületek, amelyek a receptorokkal való kölcsönhatás révén szabályozzák a célsejtekben lezajló biokémiai reakciókat.
Azonban van néhány funkciójuk, amelyekről tudnia kell. A jelzőmolekulák rövid életűek, biológiailag nagyon aktívak, hatásuk egyedi, és mindegyiküknek egyszerre több célsejtje lehet.
Apropó! A különböző célsejtek egy-egy molekulájára adott válaszok gyakran nagyon eltérőek.
Ideg- és humorális szabályozás
A hormonok célsejtekre gyakorolt hatásmechanizmusaival foglalkozó témakör részeként hasznos lesz erre a témára figyelni. Azonnal meg kell jegyezni, hogy a hormonok hatása meglehetősen diffúz, és az idegi hatás differenciált. Mindez a vérrel való mozgásuk miatt.
A humoros hatás meglehetősen lassan terjed. A véráramlás maximális sebessége 0,2 és 0,5 m/s között változik.
De ennek ellenére a humorális hatás meglehetősen hosszan tartó. Aztórákig, sőt napokig is eltarthat.
Mellesleg, az idegvégződések gyakran célpontként működnek. De miért mindig egyetlen neurohumorális szabályozásról van szó? Mivel az idegrendszer beidegzi a belső elválasztású mirigyeket.
Célsejt sérülése
Egy utolsó dolog, amit meg kell említeni ezzel kapcsolatban. A célsejtek és sejtreceptorok sajátosságait fentebb tanulmányoztuk. Érdemes kiegészíteni a témát azzal az információval, hogy mely szerkezeti egységek olyan „mágnesei” a HIV-nek, a legszörnyűbb vírusnak.
Nála a célsejtek azok, amelyek felületén CD4 receptorok találhatók. Ez a tényező önmagában határozza meg a vírussal való kölcsönhatásukat.
Először is a variáns kötődik a sejtfelülethez, és megtörténik a vétel. Aztán egyesülnek a vírus membránjával. Bejut a sejtbe. Ezt követően a vírus nukleotidja és PKN-je felszabadul. A genom beépül a sejtbe. Eltelik egy bizonyos idő (látens időszak), és megkezdődik a vírusfehérjék transzlációja.
Mindezt az aktív replikáció váltja fel. A folyamat a HIV-fehérjék és -változatok sejtekből a test külső környezetébe történő felszabadulásával zárul, ami tele van az egészséges sejtek akadálytalan fertőzésével. Sajnos ez egy nagyon szomorú példa, de világosan és érthetően mutatja be a "cél" fogalmát ebben az összefüggésben.
