Cieľové bunky sú také štrukturálne a funkčné jednotky, ktoré špecificky interagujú s hormónmi pomocou špeciálnych receptorových proteínov. Definícia je vo všeobecnosti jasná, ale samotná téma je veľmi objemná a každý jej aspekt je určite dôležitý. Je dosť ťažké pokryť všetok materiál naraz, takže teraz budeme hovoriť len o hlavných bodoch týkajúcich sa cieľových buniek, ich typov a mechanizmu účinku.
Definícia
Cieľové bunky je veľmi zaujímavý pojem. Predpona v ňom prítomná je logicky opodstatnená. Koniec koncov, v skutočnosti je každá bunka v tele cieľom hormónov. V momente ich kontaktu sa spustí špecifická biochemická reakcia. Nasledujúci proces priamo súvisí s metabolizmom.
Ako silne sa účinok prejaví, určuje koncentrácia hormónu, ktorý reagoval s cieľovou bunkou. Toto však nie je jediný kľúčový faktor. Tiež hrá úlohurýchlosť biosyntézy hormónu, podmienky jeho dozrievania a špecifiká prostredia, v ktorom bunka prichádza do kontaktu s nosným proteínom.
Biochemický účinok navyše odráža antagonizmus alebo synergizmus hormonálnych účinkov. Napríklad epinefrín a glukagón (produkovaný v nadobličkách a pankrease) majú podobný účinok. Oba hormóny aktivujú rozklad glykogénu v pečeni.
Ženské pohlavné hormóny progesterón a estrogén však majú antagonistický účinok. Prvý spomaľuje sťahy maternice a druhý, naopak, posilňuje.
Koncept receptorových proteínov
Treba si to preštudovať trochu podrobnejšie. Cieľové bunky sú, ako už bolo spomenuté, štrukturálne jednotky, ktoré interagujú s hormónmi. Ale čo sú tie notoricky známe receptorové proteíny? Takzvané molekuly, ktoré majú dve hlavné funkcie:
- Reagujte na fyzikálne faktory (napríklad svetlo).
- Viažte ďalšie molekuly, ktoré nesú regulačné signály (neurotransmitery, hormóny atď.).
Posledná funkcia je najdôležitejšia. V dôsledku konformačných zmien, ktoré tieto signály vyvolávajú, receptorové proteíny spúšťajú v bunke určité biochemické procesy. Výsledkom je uvedomenie si jej fyziologickej reakcie na vonkajšie signály.
Proteíny sa mimochodom môžu nachádzať na jadrovej alebo vonkajšej membráne bunky alebo v cytoplazme.
Receptory
O nichtreba povedať oddelene. Receptory cieľových buniek sú ich špecifické chemické štruktúry, ktoré obsahujú komplementárne miesta, ktoré sa viažu na hormón. Výsledkom tejto interakcie sú všetky následné biochemické reakcie, ktoré vedú ku konečnému efektu.
Je dôležité poznamenať, že receptor akéhokoľvek hormónu je proteín s najmenej dvoma doménami (prvky terciárnej štruktúry), ktoré sa líšia štruktúrou a funkciou.
Aké sú ich funkcie? Receptory fungujú nasledovne: jedna z domén viaže hormón a druhá vytvára signál, ktorý je použiteľný pre špecifický vnútrobunkový proces.
V steroidných biologicky aktívnych látkach sa všetko deje trochu inak. Áno, hormonálne receptory tejto skupiny majú tiež aspoň dve domény. Iba jeden z nich vykonáva väzbu a druhý je spojený so špecifickou oblasťou DNA.
Je zaujímavé, že v mnohých bunkách sú takzvané rezervné receptory – tie, ktoré sa nezúčastňujú na tvorbe biologickej odpovede.
Dôležité vedieť
Štúdium dráh pôsobenia hormónov na cieľové bunky a ďalšie črty tejto témy je potrebné poznamenať, že doteraz väčšina receptorov nebola dostatočne prebádaná. prečo? Pretože ich izolácia a ďalšie čistenie sú náročné. Ale obsah v bunkách každého receptora je dosť nízky.
Je však známe, že hormóny interagujú s receptormi chemicko-fyzikálnym spôsobom. Hydrofóbne aelektrostatické spojenia. Keď sa receptor naviaže na hormón, receptorový proteín podstúpi konformačnú zmenu, čo vedie k jeho aktivácii komplexom signálnych molekúl.
Neurotransmitery
Takto sa nazývajú biologicky aktívne látky, ktorých hlavnou funkciou je prenos elektrochemických impulzov z nervových buniek a neurónov. Hovorí sa im aj „sprostredkovatelia“. Samozrejme, cieľové bunky sú tiež ovplyvnené neurotransmitermi.
Presnejšie povedané, „sprostredkovatelia“prichádzajú priamo do kontaktu s biochemickými receptormi uvedenými vyššie. Komplex, ktorý tieto dve látky tvoria, je schopný ovplyvňovať intenzitu určitých metabolických procesov (cieľom mediátorov alebo priamo).
Napríklad jeden neurotransmiter spôsobuje zvýšenie excitability cieľovej bunky a postupnú depolarizáciu postsynaptickej membrány. Iní "sprostredkovatelia" môžu mať úplne opačný efekt (inhibičný).
Ďalší počet látok blokuje a aktivuje receptory. Patria sem prostaglandíny, neuroaktívne peptidy a aminokyseliny. Ale v skutočnosti existuje oveľa viac látok, ktoré ovplyvňujú proces prenosu informácií.
Typy účinku hormónov na cieľové bunky
Celkovo je ich päť. Tieto druhy si môžete vybrať v nasledujúcom zozname:
- Metabolický. Prejavuje sa zmenou permeability bunkových membrán, organel, ako aj aktivitou vnútrobunkových enzýmov a ich syntézou. Výrazný metabolický účinokrôzne hormóny produkované štítnou žľazou.
- Opravné. Táto akcia ovplyvňuje intenzitu funkcií poskytovaných cieľovými bunkami. Jeho závažnosť závisí od reaktivity a počiatočného stavu. Ako príklad si môžeme spomenúť vplyv adrenalínu na srdcový tep.
- Kinetický. Keď dôjde k takémuto nárazu, cieľové bunky sa presunú z pokojného stavu do aktívneho. Pozoruhodným príkladom je reakcia svalov maternice na oxytocín.
- Morfogenetické. Spočíva v zmene veľkosti a tvaru cieľových buniek. Napríklad somatotropín ovplyvňuje rast tela. A pohlavné hormóny sa priamo podieľajú na tvorbe sexuálnych charakteristík.
- Reaktogénny. V dôsledku tohto pôsobenia sa mení citlivosť cieľových buniek, ich náchylnosť na iné mediátory a hormóny. Cholecystokinín a gastrín ovplyvňujú excitabilitu nervových buniek.
Interakcia s hormónmi rozpustnými vo vode
Má svoje špecifiká. Keď už hovoríme o interakcii hormónov s cieľovými bunkami, je potrebné poznamenať, že ak sú rozpustné vo vode, potom majú účinok bez toho, aby prenikli dovnútra - teda z povrchu cytoplazmatickej membrány.
Tu sú kroky zahrnuté v tomto procese:
- Tvorba na povrchu membrány HRK (komplex hormón-receptor).
- Následná aktivácia enzýmu.
- Vytvorenie sekundárnych sprostredkovateľov.
- Tvorba proteínkináz určitej skupiny (enzýmy, ktoré modifikujú iné proteíny).
- Aktivácia fosforylácie proteínov.
Opísaný proces sa mimochodom správne nazýva príjem.
Interakcia s hormónmi rozpustnými v tukoch
Alebo, ako sa im najčastejšie hovorí, so steroidmi. V tomto prípade dochádza k odlišnému účinku hormónov na cieľové bunky. Pretože steroidy, na rozdiel od látok rozpustných vo vode, stále prenikajú dovnútra.
Krok za krokom to vyzerá takto:
- Steroidný hormón sa dostane do kontaktu s membránovým receptorom, po ktorom sa GRK prenesie do bunky.
- Látka sa potom naviaže na proteín cytoplazmatického receptora.
- Potom sa GRK prenesie do jadra.
- Prebieha interakcia s tretím receptorom, ktorá je sprevádzaná tvorbou GRK.
- GRK sa potom viaže na DNA a samozrejme na akceptor chromatínu.
Štúdiom tejto dráhy pôsobenia hormónov na cieľové bunky možno pochopiť, že GRK je v jadre prítomný už pomerne dlho. Preto sa všetky fyziologické účinky vyskytujú niekoľko hodín po začiatku procesu.
Rozpoznávanie signálu
A pár slov o tom tiež stojí za to povedať. Signály vstupujúce do tela sú dvoch typov:
- Externé. Čo to znamená? Skutočnosť, že signály do bunky prichádzajú z vonkajšieho prostredia.
- Domáce. Signály sa tvoria a potom pôsobia v tej istej bunke. Signálmi sú často metabolity, ktoré hrajú úlohu alosterických inhibítorov alebo aktivátorov.
Bez ohľadu na typ majú rovnaké úlohy. Môžu byť identifikované vtakýto zoznam:
- Vylúčenie takzvaných nečinných metabolických cyklov.
- Udržiavanie správnej úrovne homeostázy.
- Medzibunková a vnútorná koordinácia metabolických procesov.
- Regulácia procesov tvorby a ďalšieho využitia energie.
- Prispôsobenie tela zmenám prostredia.
Zjednodušene povedané, signálne molekuly sú endogénne zlúčeniny chemického pôvodu, ktoré prostredníctvom interakcie s receptormi riadia biochemické reakcie prebiehajúce v cieľových bunkách.
Majú však niektoré funkcie, o ktorých by ste mali vedieť. Signálne molekuly sú krátkodobé, vysoko biologicky aktívne, ich pôsobenie je jedinečné a každá z nich môže mať niekoľko cieľových buniek naraz.
Mimochodom! Odpovede na jednu molekulu rôznych cieľových buniek sú často veľmi odlišné.
Nervová a humorálna regulácia
V rámci témy o mechanizmoch pôsobenia hormónov na cieľové bunky bude užitočné venovať pozornosť tejto téme. Hneď je potrebné poznamenať, že pôsobenie hormónov je skôr rozptýlené a nervový vplyv je diferencovaný. Všetko kvôli ich pohybu s krvou.
Humorálny vplyv sa šíri pomerne pomaly. Maximálna rýchlosť, ktorú môže prietok krvi dosiahnuť, sa pohybuje od 0,2 do 0,5 m/s.
No napriek tomu je humorný vplyv dosť dlhotrvajúci. tomôže trvať hodiny, dokonca aj dni.
Mimochodom, nervové zakončenia často fungujú ako terče. Prečo však vždy ide o jedinú neurohumorálnu reguláciu? Pretože nervový systém inervuje endokrinné žľazy.
Cieľové poškodenie buniek
Na záver treba spomenúť ešte jednu vec. Špecifiká cieľových buniek a bunkových receptorov boli študované vyššie. Stojí za to doplniť tému o informácie o tom, ktoré štrukturálne jednotky sú takým „magnetom“pre HIV, najstrašnejší vírus.
Cieľovými bunkami sú pre neho tie, na povrchu ktorých sú CD4 receptory. Tento faktor sám o sebe určuje ich interakciu s vírusom.
Po prvé, varion sa naviaže na bunkový povrch a dôjde k prijatiu. Potom sa spoja s membránou vírusu. Dostane sa do bunky. Následne sa uvoľní nukleotid a PKN vírusu. Genóm sa integruje do bunky. Uplynie určitý čas (latentné obdobie) a začne sa translácia vírusových proteínov.
Toto všetko je nahradené aktívnou replikáciou. Proces končí uvoľnením HIV proteínov a variónov z buniek do vonkajšieho prostredia tela, ktoré je plné nerušenej infekcie zdravých buniek. Žiaľ, toto je veľmi smutný príklad, ale v tomto kontexte jasne a zrozumiteľne demonštruje pojem „cieľ“.
