Ciljne ćelije su takve strukturne i funkcionalne jedinice koje specifično komuniciraju sa hormonima koristeći posebne receptorske proteine. Definicija je generalno jasna, ali sama tema je veoma obimna, a svaki njen aspekt je svakako važan. Prilično je teško pokriti sav materijal odjednom, pa ćemo sada govoriti samo o glavnim tačkama u vezi sa ciljnim ćelijama, njihovim vrstama i mehanizmom djelovanja.
Definicija
Ciljne ćelije je vrlo zanimljiv pojam. Prefiks prisutan u njemu je logički opravdan. Uostalom, u stvari, svaka ćelija u telu je meta hormona. U trenutku njihovog kontakta pokreće se specifična biohemijska reakcija. Sledeći proces je direktno povezan sa metabolizmom.
Koliko snažno će se efekat ostvariti određuje koncentracija hormona koji je reagovao sa ciljnom ćelijom. To, međutim, nije jedini ključni faktor. Također igra ulogubrzina biosinteze hormona, uslovi za njegovo sazrevanje i specifičnosti sredine u kojoj ćelija dolazi u kontakt sa proteinom nosačem.
Pored toga, biohemijski efekat odražava antagonizam ili sinergizam hormonskih efekata. Na primjer, epinefrin i glukagon (proizvedeni u nadbubrežnim žlijezdama i pankreasu, respektivno) imaju sličan učinak. Oba hormona aktiviraju razgradnju glikogena u jetri.
Ali ženski polni hormoni progesteron i estrogen imaju antagonistički efekat. Prvi usporava kontrakciju materice, a drugi ih, naprotiv, jača.
Koncept receptorskih proteina
Trebalo bi ga proučiti malo detaljnije. Ciljane ćelije su, kao što je već spomenuto, strukturne jedinice koje su u interakciji s hormonima. Ali šta su ozloglašeni receptorski proteini? Takozvani molekuli koji imaju dvije glavne funkcije:
- Reagujte na fizičke faktore (na primjer svjetlo).
- Vežite druge molekule koji nose regulatorne signale (neurotransmiteri, hormoni, itd.).
Posljednja karakteristika je najznačajnija. Zbog konformacijskih promjena koje ovi signali izazivaju, receptorski proteini pokreću određene biohemijske procese u ćeliji. Rezultat je realizacija njenog fiziološkog odgovora na vanjske signale.
Proteini, inače, mogu biti locirani na nuklearnoj ili vanjskoj membrani ćelije ili u citoplazmi.
Receptori
O njimamora se reći posebno. Receptori ciljnih ćelija su njihove specifične hemijske strukture koje sadrže komplementarna mesta koja se vezuju za hormon. Kao rezultat ove interakcije nastaju sve naknadne biohemijske reakcije koje dovode do konačnog efekta.
Važno je napomenuti da je receptor bilo kojeg hormona protein sa najmanje dva domena (elementi tercijarne strukture) koji se razlikuju po strukturi i funkciji.
Koje su njihove funkcije? Receptori rade na sljedeći način: jedan od domena vezuje hormon, a drugi proizvodi signal koji je primjenjiv na određeni unutarćelijski proces.
U steroidnim biološki aktivnim supstancama sve se događa malo drugačije. Da, hormonski receptori ove grupe takođe imaju najmanje dva domena. Samo jedan od njih vrši vezivanje, a drugi je povezan sa određenim DNK regionom.
Zanimljivo je da u mnogim ćelijama postoje takozvani rezervni receptori - oni koji nisu uključeni u formiranje biološkog odgovora.
Važno je znati
Proučavajući puteve delovanja hormona na ciljne ćelije i druge karakteristike ove teme, mora se primetiti da do sada većina receptora nije dovoljno proučena. Zašto? Zato što je njihova izolacija i dalje pročišćavanje teški. Ali sadržaj u ćelijama svakog receptora je prilično nizak.
Međutim, poznato je da hormoni interaguju sa receptorima na hemijsko-fizički način. Hidrofobna ielektrostatičke veze. Kada se receptor veže za hormon, receptorski protein prolazi kroz konformacijsku promjenu, što rezultira njegovom aktivacijom s kompleksom signalnih molekula.
Neurotransmiteri
Ovo je naziv biološki aktivnih supstanci, čija je glavna funkcija prenošenje elektrohemijskih impulsa iz nervnih ćelija i neurona. Nazivaju se i "posrednici". Naravno, neurotransmiteri također utiču na ciljne ćelije.
Tačnije, "posrednici" kontaktiraju direktno sa gore pomenutim biohemijskim receptorima. Kompleks koji ove dvije supstance formiraju je u stanju da utiče na intenzitet određenih metaboličkih procesa (preko mete medijatora ili direktno).
Na primjer, jedan neurotransmiter uzrokuje povećanje ekscitabilnosti ciljne ćelije i postepenu depolarizaciju postsinaptičke membrane. Drugi "posrednici" mogu imati potpuno suprotan efekat (inhibitorski).
Drugi broj supstanci blokira i aktivira receptore. To uključuje prostaglandine, neuroaktivne peptide i aminokiseline. Ali u stvari, postoji mnogo više supstanci koje utiču na proces prenosa informacija.
Vrste djelovanja hormona na ciljne stanice
Ukupno ih je pet. Ove vrste možete odabrati na sljedećoj listi:
- Metabolički. Očituje se u promjeni permeabilnosti staničnih membrana, organela, kao i aktivnosti intracelularnih enzima i njihove sinteze. Izražen metabolički efekatrazličiti hormoni koje proizvodi štitna žlijezda.
- Ispravak. Ova akcija utiče na intenzitet funkcija koje pružaju ciljne ćelije. Njegova težina zavisi od reaktivnosti i početnog stanja. Kao primjer, možemo se prisjetiti efekta adrenalina na otkucaje srca.
- Kinetic. Kada se izvrši takav uticaj, ciljne ćelije prelaze iz mirnog u aktivno stanje. Upečatljiv primjer je reakcija mišića materice na oksitocin.
- Morphogenetic. Sastoji se od promjene veličine i oblika ciljnih ćelija. Somatotropin, na primjer, utiče na rast tijela. A polni hormoni su direktno uključeni u formiranje polnih karakteristika.
- Reactogenic. Kao rezultat ovog djelovanja mijenja se osjetljivost ciljnih stanica, njihova osjetljivost na druge medijatore i hormone. Holecistokinin i gastrin utiču na ekscitabilnost nervnih ćelija.
Interakcija sa hormonima rastvorljivim u vodi
On ima svoje specifičnosti. Govoreći o interakciji hormona sa ciljnim ćelijama, mora se napomenuti da ako su rastvorljivi u vodi, onda imaju dejstvo bez prodiranja unutra – odnosno sa površine citoplazmatske membrane.
Evo koraka uključenih u ovaj proces:
- Formacija na površini membrane HRK (hormonsko-receptorski kompleks).
- Naknadna aktivacija enzima.
- Formiranje sekundarnih posrednika.
- Formiranje protein kinaza određene grupe (enzimi koji modifikuju druge proteine).
- Aktivacija fosforilacije proteina.
Opisani proces, inače, pravilno se zove prijem.
Interakcija sa hormonima rastvorljivim u masti
Ili, kako ih najčešće zovu, sa steroidima. U ovom slučaju dolazi do drugačijeg djelovanja hormona na ciljne stanice. Zato što steroidi, za razliku od supstanci rastvorljivih u vodi, i dalje prodiru unutra.
Korak po korak to izgleda ovako:
- Steroidni hormon dolazi u kontakt sa membranskim receptorom, nakon čega se GRK prenosi u ćeliju.
- Supstanca se zatim vezuje za protein citoplazmatskog receptora.
- Nakon toga, GRK se prenosi u jezgro.
- Obavlja se interakcija sa trećim receptorom, što je praćeno stvaranjem GRK-a.
- GRK se zatim vezuje za DNK i, naravno, za akceptor hromatina.
Proučavanjem ovog puta hormonskog djelovanja na ciljne ćelije, može se shvatiti da je GRK prisutan u jezgru dosta dugo vremena. Stoga se svi fiziološki efekti javljaju nekoliko sati nakon početka procesa.
Prepoznavanje signala
I nekoliko riječi o ovome također vrijedi reći. Signali koji ulaze u tijelo su dvije vrste:
- External. Šta to znači? Činjenica da signali ćeliji dolaze iz vanjskog okruženja.
- Domaće. Signali se formiraju i zatim djeluju u istoj ćeliji. Često su signali metaboliti koji igraju ulogu alosteričnih inhibitora ili aktivatora.
Bez obzira na vrstu, imaju iste zadatke. Mogu se identifikovati utakva lista:
- Isključivanje tzv. mirovanja metaboličkih ciklusa.
- Održavanje odgovarajućeg nivoa homeostaze.
- Međućelijska i unutrašnja koordinacija metaboličkih procesa.
- Regulacija procesa formiranja i daljeg korišćenja energije.
- Prilagođavanje organizma promenama u okruženju.
Jednostavno rečeno, signalni molekuli su endogena jedinjenja hemijskog porekla, koja, kroz interakciju sa receptorima, kontrolišu biohemijske reakcije koje se odvijaju u ciljnim ćelijama.
Međutim, oni imaju neke karakteristike kojih biste trebali biti svjesni. Signalni molekuli su kratkotrajni, visoko biološki aktivni, njihovo djelovanje je jedinstveno i svaki od njih može imati nekoliko ciljnih ćelija odjednom.
Usput! Odgovori na jedan molekul različitih ciljnih ćelija su često veoma različiti.
Nervna i humoralna regulacija
Kao dio teme o mehanizmima djelovanja hormona na ciljne stanice, bit će korisno obratiti pažnju na ovu temu. Odmah treba napomenuti da je djelovanje hormona prilično difuzno, a nervni utjecaj diferenciran. Sve zbog njihovog kretanja sa krvlju.
Humoralni uticaj se širi prilično sporo. Maksimalna brzina koju protok krvi može dostići varira od 0,2 do 0,5 m/s.
Ali uprkos tome, humoralni uticaj je prilično dugotrajan. Tomože trajati satima, čak i danima.
Usput, nervni završeci često djeluju kao mete. Ali zašto se uvijek radi o jednoj neurohumoralnoj regulaciji? Zato što nervni sistem inervira endokrine žlezde.
Oštećenje ciljne ćelije
Posljednja stvar koju treba spomenuti u vezi ovoga. Gore su proučavane specifičnosti ciljnih ćelija i ćelijskih receptora. Vrijedno je upotpuniti temu informacijama o tome koje su strukturne jedinice toliki „magnet“za HIV, najstrašniji virus.
Za njega su ciljne ćelije one na čijoj površini se nalaze CD4 receptori. Sam ovaj faktor određuje njihovu interakciju sa virusom.
Prvo, varion se vezuje za površinu ćelije i dolazi do prijema. Zatim se spajaju s membranom virusa. Ulazi u ćeliju. Nakon toga se oslobađaju nukleotid i PKN virusa. Genom se integriše u ćeliju. Prođe određeno vrijeme (latentni period) i počinje prevođenje virusnih proteina.
Sve ovo je zamijenjeno aktivnom replikacijom. Proces se završava oslobađanjem HIV proteina i varijanti iz ćelija u spoljašnju sredinu tela, što je ispunjeno nesmetanom infekcijom zdravih ćelija. Nažalost, ovo je vrlo tužan primjer, ali jasno i razumljivo demonstrira koncept "mete" u ovom kontekstu.
