Komórki docelowe to takie jednostki strukturalne i funkcjonalne, które oddziałują specyficznie z hormonami za pomocą specjalnych białek receptorowych. Definicja jest ogólnie jasna, ale sam temat jest bardzo obszerny, a każdy z jego aspektów jest z pewnością ważny. Trudno jest omówić cały materiał na raz, więc teraz porozmawiamy tylko o głównych punktach dotyczących komórek docelowych, ich rodzajów i mechanizmu działania.
Definicja
Komórki docelowe to bardzo interesujący termin. Obecny w nim przedrostek jest logicznie uzasadniony. W końcu każda komórka w ciele jest celem dla hormonów. W momencie ich kontaktu rozpoczyna się specyficzna reakcja biochemiczna. Przeprowadzany dalej proces jest bezpośrednio związany z metabolizmem.
Jak silnie efekt zostanie zrealizowany, określa stężenie hormonu, który wszedł w reakcję z komórką docelową. To jednak nie jedyny kluczowy czynnik. Odgrywa również rolętempo biosyntezy hormonu, warunki jego dojrzewania oraz specyfika środowiska, w którym komórka kontaktuje się z białkiem nośnikowym.
Ponadto efekt biochemiczny odzwierciedla antagonizm lub synergizm efektów hormonalnych. Podobny efekt mają na przykład epinefryna i glukagon (wytwarzane odpowiednio w nadnerczach i trzustce). Oba hormony aktywują rozkład glikogenu w wątrobie.
Ale żeńskie hormony płciowe progesteron i estrogen mają działanie antagonistyczne. Pierwszy spowalnia skurcz macicy, a drugi wręcz przeciwnie, wzmacnia je.
Koncepcja białek receptorowych
Należy to bardziej szczegółowo zbadać. Komórki docelowe to, jak już wspomniano, jednostki strukturalne, które oddziałują z hormonami. Ale jakie są osławione białka receptorowe? Tak zwane cząsteczki, które pełnią dwie główne funkcje:
- Reaguj na czynniki fizyczne (na przykład światło).
- Powiąż inne cząsteczki, które przenoszą sygnały regulacyjne (neuroprzekaźniki, hormony itp.).
Ostatnia funkcja jest najważniejsza. Ze względu na zmiany konformacyjne, które te sygnały wywołują, białka receptorowe uruchamiają pewne procesy biochemiczne w komórce. Rezultatem jest realizacja jej fizjologicznej odpowiedzi na sygnały zewnętrzne.
Białka, nawiasem mówiąc, mogą być zlokalizowane na jądrowej lub zewnętrznej błonie komórki lub w cytoplazmie.
Receptory
O nichnależy powiedzieć osobno. Receptory komórek docelowych to ich specyficzne struktury chemiczne, które zawierają komplementarne miejsca wiążące się z hormonem. To w wyniku tej interakcji zachodzą wszystkie kolejne reakcje biochemiczne, które prowadzą do efektu końcowego.
Ważne jest, aby pamiętać, że receptor każdego hormonu jest białkiem z co najmniej dwiema domenami (elementami struktury trzeciorzędowej), które różnią się strukturą i funkcją.
Jakie są ich funkcje? Receptory działają w następujący sposób: jedna z domen wiąże hormon, a druga wytwarza sygnał, który ma zastosowanie do określonego procesu wewnątrzkomórkowego.
W steroidowych substancjach biologicznie czynnych wszystko dzieje się trochę inaczej. Tak, receptory hormonalne z tej grupy również mają co najmniej dwie domeny. Tylko jeden z nich wykonuje wiązanie, a drugi jest powiązany z określonym regionem DNA.
Ciekawe, że w wielu komórkach znajdują się tak zwane receptory rezerwowe – te, które nie biorą udziału w tworzeniu odpowiedzi biologicznej.
Ważne, aby wiedzieć
Badając szlaki działania hormonów na komórki docelowe i inne cechy tego tematu, należy zauważyć, że do tej pory większość receptorów nie została wystarczająco zbadana. Czemu? Ponieważ ich izolacja i dalsze oczyszczanie są trudne. Ale zawartość w komórkach każdego receptora jest dość niska.
Jednak wiadomo, że hormony oddziałują z receptorami w sposób chemiczno-fizyczny. Hydrofobowy ipołączenia elektrostatyczne. Kiedy receptor wiąże się z hormonem, białko receptora ulega zmianie konformacyjnej, powodując jego aktywację z kompleksem cząsteczki sygnalizacyjnej.
Neuroprzekaźniki
To nazwa substancji biologicznie czynnych, których główną funkcją jest przenoszenie impulsów elektrochemicznych z komórek nerwowych i neuronów. Nazywani są również „pośrednikami”. Oczywiście neuroprzekaźniki mają również wpływ na komórki docelowe.
Dokładniej, „pośrednicy” kontaktują się bezpośrednio z wymienionymi powyżej receptorami biochemicznymi. Kompleks, który tworzą te dwie substancje, jest w stanie wpływać na intensywność niektórych procesów metabolicznych (poprzez cel mediatorów lub bezpośrednio).
Na przykład jeden neuroprzekaźnik powoduje wzrost pobudliwości komórki docelowej i stopniową depolaryzację błony postsynaptycznej. Inni „pośrednicy” mogą mieć zupełnie odwrotny efekt (hamujący).
Kolejna liczba substancji blokuje i aktywuje receptory. Należą do nich prostaglandyny, neuroaktywne peptydy i aminokwasy. Ale w rzeczywistości istnieje znacznie więcej substancji, które wpływają na proces przekazywania informacji.
Rodzaje działania hormonów na komórki docelowe
W sumie jest ich pięć. Możesz wybrać te gatunki z poniższej listy:
- Metaboliczny. Objawia się zmianą przepuszczalności błon komórkowych, organelli, a także aktywnością enzymów wewnątrzkomórkowych i ich syntezą. Wyraźny efekt metabolicznyróżne hormony wytwarzane przez tarczycę.
- Naprawcze. To działanie wpływa na intensywność funkcji dostarczanych przez komórki docelowe. Jego nasilenie zależy od reaktywności i stanu początkowego. Jako przykład możemy przywołać wpływ adrenaliny na tętno.
- Kinetyczne. Kiedy wywierany jest taki wpływ, komórki docelowe przechodzą ze stanu spokojnego do aktywnego. Uderzającym przykładem jest reakcja mięśni macicy na oksytocynę.
- Morfogenetyka. Polega na zmianie wielkości i kształtu komórek docelowych. Na przykład somatotropina wpływa na wzrost organizmu. A hormony płciowe są bezpośrednio zaangażowane w tworzenie cech płciowych.
- Reaktogenne. W wyniku tego działania zmienia się wrażliwość komórek docelowych, ich podatność na inne mediatory i hormony. Cholecystokinina i gastryna wpływają na pobudliwość komórek nerwowych.
Interakcja z hormonami rozpuszczalnymi w wodzie
Ma swoją specyfikę. Mówiąc o interakcji hormonów z komórkami docelowymi, należy zauważyć, że jeśli są one rozpuszczalne w wodzie, to działają bez wnikania do środka - czyli z powierzchni błony cytoplazmatycznej.
Oto kroki związane z tym procesem:
- Tworzenie się na powierzchni błony HRK (kompleks hormon-receptor).
- Kolejna aktywacja enzymów.
- Tworzenie pośredników wtórnych.
- Tworzenie kinaz białkowych z określonej grupy (enzymy modyfikujące inne białka).
- Aktywacja fosforylacji białek.
Opisany proces, nawiasem mówiąc, jest właściwie nazywany odbiorem.
Interakcja z hormonami rozpuszczalnymi w tłuszczach
Lub, jak to się najczęściej nazywa, sterydami. W tym przypadku występuje inny wpływ hormonów na komórki docelowe. Ponieważ sterydy, w przeciwieństwie do substancji rozpuszczalnych w wodzie, nadal wnikają do środka.
Krok po kroku wygląda to tak:
- Hormon steroidowy kontaktuje się z receptorem błonowym, po czym GRK jest przenoszony do komórki.
- Substancja wiąże się następnie z białkiem receptora cytoplazmatycznego.
- Następnie GRK zostaje przeniesiony do rdzenia.
- Następuje interakcja z trzecim receptorem, której towarzyszy tworzenie GRK.
- GRK następnie wiąże się z DNA i, oczywiście, z akceptorem chromatyny.
Badając ten szlak działania hormonów na komórki docelowe, można zrozumieć, że GRK jest obecny w jądrze komórkowym od dłuższego czasu. Dlatego wszystkie efekty fizjologiczne pojawiają się kilka godzin po rozpoczęciu procesu.
Rozpoznawanie sygnału
Warto też powiedzieć kilka słów na ten temat. Sygnały wchodzące do ciała są dwojakiego rodzaju:
- Zewnętrzny. Co to znaczy? Fakt, że sygnały do komórki pochodzą ze środowiska zewnętrznego.
- Krajowy. Sygnały powstają, a następnie działają w tej samej komórce. Często sygnałami są metabolity, które pełnią rolę inhibitorów allosterycznych lub aktywatorów.
Bez względu na typ, mają te same zadania. Można je zidentyfikować wtaka lista:
- Wykluczenie tak zwanych jałowych cykli metabolicznych.
- Utrzymanie właściwego poziomu homeostazy.
- Międzykomórkowa i wewnętrzna koordynacja procesów metabolicznych.
- Regulacja procesów powstawania i dalszego wykorzystania energii.
- Dostosowanie ciała do zmian w otoczeniu.
W uproszczeniu cząsteczki sygnalizacyjne to endogenne związki pochodzenia chemicznego, które poprzez interakcję z receptorami kontrolują reakcje biochemiczne zachodzące w komórkach docelowych.
Jednak mają pewne funkcje, o których powinieneś wiedzieć. Cząsteczki sygnalizacyjne są krótkotrwałe, wysoce aktywne biologicznie, ich działanie jest unikalne, a każda z nich może mieć kilka komórek docelowych jednocześnie.
Przy okazji! Odpowiedzi na jedną cząsteczkę różnych komórek docelowych są często bardzo różne.
Nerwowa i humoralna regulacja
W ramach tematu dotyczącego mechanizmów działania hormonów na komórki docelowe, warto zwrócić uwagę na ten temat. Należy od razu zauważyć, że działanie hormonów jest raczej rozproszone, a wpływ nerwowy zróżnicowany. Wszystko z powodu ich ruchu z krwią.
Wpływ humoru rozprzestrzenia się dość powoli. Maksymalna prędkość, jaką może osiągnąć przepływ krwi, waha się od 0,2 do 0,5 m/s.
Ale pomimo tego, humorystyczny wpływ jest dość długotrwały. Onomoże trwać godzinami, a nawet dniami.
Nawiasem mówiąc, zakończenia nerwowe często działają jako cele. Ale dlaczego zawsze chodzi o pojedynczą regulację neurohumoralną? Ponieważ układ nerwowy unerwia gruczoły dokrewne.
Uszkodzenie komórki docelowej
Ostatnia rzecz, o której należy wspomnieć. Specyfikę komórek docelowych i receptorów komórkowych zbadano powyżej. Warto uzupełnić temat o informację o tym, które jednostki strukturalne są takim „magnesem” dla najstraszniejszego wirusa HIV.
Dla niego komórki docelowe to te, na których powierzchni znajdują się receptory CD4. Sam ten czynnik determinuje ich interakcję z wirusem.
Po pierwsze, odmiana wiąże się z powierzchnią komórki i następuje odbiór. Następnie łączą się z błoną wirusa. Dostaje się do celi. Następnie uwalniany jest nukleotyd i PKN wirusa. Genom integruje się z komórką. Mija pewien czas (okres utajony) i zaczyna się translacja białek wirusowych.
Wszystko to jest zastępowane przez aktywną replikację. Proces kończy się uwolnieniem białek i odmian HIV z komórek do środowiska zewnętrznego organizmu, co jest obarczone nieskrępowaną infekcją zdrowych komórek. Niestety jest to bardzo smutny przykład, ale wyraźnie i zrozumiale demonstruje pojęcie „celu” w tym kontekście.
