Mērķa šūnas ir tādas strukturālas un funkcionālas vienības, kas īpaši mijiedarbojas ar hormoniem, izmantojot īpašus receptoru proteīnus. Definīcija kopumā ir skaidra, taču pati tēma ir ļoti apjomīga, un katrs tās aspekts noteikti ir svarīgs. Ir diezgan grūti aptvert visu materiālu uzreiz, tāpēc tagad mēs runāsim tikai par galvenajiem punktiem attiecībā uz mērķa šūnām, to veidiem un darbības mehānismu.
Definīcija
Mērķa šūnas ir ļoti interesants termins. Tajā esošais prefikss ir loģiski pamatots. Galu galā faktiski katra ķermeņa šūna ir hormonu mērķis. Viņu saskarsmes brīdī tiek uzsākta noteikta bioķīmiskā reakcija. Tālāk veiktais process ir tieši saistīts ar vielmaiņu.
Cik spēcīgi efekts tiks realizēts, nosaka hormona koncentrāciju, kas reaģēja ar mērķa šūnu. Tomēr tas nav vienīgais galvenais faktors. Arī spēlē lomuhormonu biosintēzes ātrums, tā nobriešanas apstākļi un vides specifika, kurā šūna saskaras ar nesējproteīnu.
Turklāt bioķīmiskais efekts atspoguļo hormonālo efektu antagonismu vai sinerģismu. Piemēram, epinefrīnam un glikagonam (kas tiek ražoti attiecīgi virsnieru dziedzeros un aizkuņģa dziedzerī) ir līdzīga iedarbība. Abi hormoni aktivizē glikogēna sadalīšanos aknās.
Bet sieviešu dzimuma hormoniem progesteronam un estrogēnam ir antagonistiska iedarbība. Pirmais palēnina dzemdes kontrakciju, bet otrais, gluži pretēji, stiprina tās.
Receptoru proteīnu jēdziens
To vajadzētu izpētīt nedaudz sīkāk. Mērķa šūnas, kā jau minēts, ir struktūrvienības, kas mijiedarbojas ar hormoniem. Bet kas ir bēdīgi slavenie receptoru proteīni? Tā sauktās molekulas, kurām ir divas galvenās funkcijas:
- Reaģē uz fiziskiem faktoriem (piemēram, gaismu).
- Saista citas molekulas, kas nes regulējošos signālus (neirotransmiteri, hormoni utt.).
Pēdējā iezīme ir visnozīmīgākā. Šo signālu izraisīto konformācijas izmaiņu dēļ receptoru proteīni šūnā izraisa noteiktus bioķīmiskus procesus. Rezultāts ir viņas fizioloģiskās atbildes reakcija uz ārējiem signāliem.
Proteīni, starp citu, var atrasties uz šūnas kodola vai ārējās membrānas vai citoplazmā.
Receptori
Par viņiemjāpasaka atsevišķi. Mērķa šūnu receptori ir to specifiskās ķīmiskās struktūras, kas satur komplementāras vietas, kas saistās ar hormonu. Šīs mijiedarbības rezultātā notiek visas turpmākās bioķīmiskās reakcijas, kas noved pie galīgā efekta.
Ir svarīgi atzīmēt, ka jebkura hormona receptors ir proteīns ar vismaz diviem domēniem (terciārās struktūras elementiem), kas atšķiras pēc struktūras un funkcijas.
Kādas ir to funkcijas? Receptori darbojas šādi: viens no domēniem saista hormonu, bet otrs rada signālu, kas ir piemērojams konkrētam intracelulāram procesam.
Sroīdu bioloģiski aktīvajās vielās viss notiek nedaudz savādāk. Jā, arī šīs grupas hormonu receptoriem ir vismaz divi domēni. Tikai viens no tiem veic saistīšanu, bet otrais ir saistīts ar noteiktu DNS reģionu.
Interesanti, ka daudzās šūnās ir tā sauktie rezerves receptori – tie, kas nav iesaistīti bioloģiskās atbildes veidošanā.
Svarīgi zināt
Pētot hormonu iedarbības ceļus uz mērķa šūnām un citas šīs tēmas pazīmes, jāatzīmē, ka līdz šim lielākā daļa receptoru nav pietiekami izpētīti. Kāpēc? Jo to izolēšana un tālāka attīrīšana ir sarežģīta. Bet saturs katra receptora šūnās ir diezgan zems.
Tomēr ir zināms, ka hormoni mijiedarbojas ar receptoriem ķīmiski fizikālā veidā. Hidrofobs unelektrostatiskie savienojumi. Kad receptors saistās ar hormonu, receptora proteīnā notiek konformācijas izmaiņas, kā rezultātā tas aktivizējas ar signalizācijas molekulu kompleksu.
Neirotransmiteri
Tas ir bioloģiski aktīvo vielu nosaukums, kuru galvenā funkcija ir pārraidīt elektroķīmiskos impulsus no nervu šūnām un neironiem. Viņus sauc arī par "starpniekiem". Protams, neirotransmiteri ietekmē arī mērķa šūnas.
Precīzāk, “starpnieki” kontaktējas tieši ar iepriekš minētajiem bioķīmiskajiem receptoriem. Komplekss, ko veido šīs divas vielas, spēj ietekmēt noteiktu vielmaiņas procesu intensitāti (caur mediatoru mērķi vai tieši).
Piemēram, viens neirotransmiters izraisa mērķa šūnas uzbudināmības palielināšanos un pakāpenisku postsinaptiskās membrānas depolarizāciju. Citiem "starpniekiem" var būt pilnīgi pretējs efekts (inhibējošs).
Cits vielu skaits bloķē un aktivizē receptorus. Tie ietver prostaglandīnus, neiroaktīvos peptīdus un aminoskābes. Bet patiesībā ir daudz vairāk vielu, kas ietekmē informācijas nodošanas procesu.
Hormonu darbības veidi uz mērķa šūnām
Kopā ir pieci. Šīs sugas varat atlasīt šajā sarakstā:
- Vielmaiņa. Izpaužas šūnu membrānu, organellu caurlaidības izmaiņās, kā arī intracelulāro enzīmu aktivitātē un to sintēzē. Izteikts vielmaiņas efektsdažādi hormoni, ko ražo vairogdziedzeris.
- Labojošs. Šī darbība ietekmē mērķa šūnu nodrošināto funkciju intensitāti. Tās smagums ir atkarīgs no reaktivitātes un sākotnējā stāvokļa. Kā piemēru var minēt adrenalīna ietekmi uz sirdsdarbības ātrumu.
- Kinētiskā. Kad tiek izdarīts šāds trieciens, mērķa šūnas pāriet no mierīga stāvokļa uz aktīvu. Spilgts piemērs ir dzemdes muskuļu reakcija uz oksitocīnu.
- Morfogenētisks. Tas sastāv no mērķa šūnu izmēra un formas maiņas. Piemēram, somatotropīns ietekmē ķermeņa augšanu. Un dzimumhormoni ir tieši iesaistīti seksuālo īpašību veidošanā.
- Reaktogēns. Šīs darbības rezultātā mainās mērķa šūnu jutība, to jutība pret citiem mediatoriem un hormoniem. Holecistokinīns un gastrīns ietekmē nervu šūnu uzbudināmību.
Mijiedarbība ar ūdenī šķīstošiem hormoniem
Viņam ir sava specifika. Runājot par hormonu mijiedarbību ar mērķa šūnām, jāatzīmē, ka, ja tie ir ūdenī šķīstoši, tad tie iedarbojas, neiekļūstot iekšā – tas ir, no citoplazmas membrānas virsmas.
Šajā procesā ir ietvertas darbības:
- Veidošanās uz HRK (hormonu-receptoru kompleksa) membrānas virsmas.
- Sekojoša enzīmu aktivizēšana.
- Sekundāro starpnieku veidošana.
- Noteiktas grupas proteīnkināžu veidošanās (fermenti, kas modificē citas olb altumvielas).
- Olb altumvielu fosforilācijas aktivizēšana.
Aprakstīto procesu, starp citu, pareizi sauc par uzņemšanu.
Mijiedarbība ar taukos šķīstošiem hormoniem
Vai, kā tos visbiežāk sauc, ar steroīdiem. Šajā gadījumā ir atšķirīga hormonu ietekme uz mērķa šūnām. Tā kā steroīdi, atšķirībā no ūdenī šķīstošām vielām, tomēr iekļūst iekšā.
Soli pa solim tas izskatās šādi:
- Sroīdu hormons saskaras ar membrānas receptoriem, pēc tam GRK tiek pārnests šūnā.
- Pēc tam viela saistās ar citoplazmas receptoru proteīnu.
- Pēc tam GRK tiek pārsūtīts uz kodolu.
- Tiek veikta mijiedarbība ar trešo receptoru, ko pavada GRK veidošanās.
- GRK tad saistās ar DNS un, protams, ar hromatīna akceptoru.
Pētot šo hormonu iedarbības ceļu uz mērķa šūnām, var saprast, ka GRK kodolā atrodas diezgan ilgu laiku. Tāpēc visi fizioloģiskie efekti rodas vairākas stundas pēc procesa sākuma.
Signāla atpazīšana
Un dažus vārdus par to arī ir vērts pateikt. Ķermenī ienākošie signāli ir divu veidu:
- Ārējais. Ko tas nozīmē? Fakts, ka signāli uz šūnu nāk no ārējās vides.
- Iekšzemes. Signāli tiek veidoti un pēc tam darbojas tajā pašā šūnā. Bieži signāli ir metabolīti, kas spēlē allosterisko inhibitoru vai aktivatoru lomu.
Neatkarīgi no veida viņiem ir vienādi uzdevumi. Tos var identificētšāds saraksts:
- Tā saukto tukšgaitas vielmaiņas ciklu izslēgšana.
- Pareiza homeostāzes līmeņa uzturēšana.
- Vielmaiņas procesu starpšūnu un iekšējā koordinācija.
- Enerģijas veidošanās un turpmākās izmantošanas procesu regulēšana.
- Ķermeņa pielāgošanās vides izmaiņām.
Vienkārši runājot, signalizācijas molekulas ir ķīmiskas izcelsmes endogēni savienojumi, kas, mijiedarbojoties ar receptoriem, kontrolē mērķa šūnās notiekošās bioķīmiskās reakcijas.
Tomēr tiem ir dažas funkcijas, kas jums jāzina. Signālmolekulas ir īslaicīgas, ļoti bioloģiski aktīvas, to darbība ir unikāla, un katrā no tām vienlaikus var būt vairākas mērķa šūnas.
Starp citu! Reakcija uz vienu dažādu mērķa šūnu molekulu bieži ir ļoti atšķirīga.
Nervu un humora regulējums
Kā daļa no tēmas par hormonu darbības mehānismiem uz mērķa šūnām, būs lietderīgi pievērst uzmanību šai tēmai. Uzreiz jāatzīmē, ka hormonu darbība ir diezgan izkliedēta, un nervu ietekme ir diferencēta. Tas viss tāpēc, ka viņi pārvietojas ar asinīm.
Humora ietekme izplatās diezgan lēni. Maksimālais ātrums, kādu var sasniegt asins plūsma, svārstās no 0,2 līdz 0,5 m/s.
Bet, neskatoties uz to, humorālā ietekme ir diezgan ilgstoša. Tasvar turpināties stundām, pat dienām.
Starp citu, nervu gali bieži darbojas kā mērķi. Bet kāpēc tas vienmēr ir par vienu neirohumorālu regulējumu? Tā kā nervu sistēma inervē endokrīnos dziedzerus.
Mērķa šūnu bojājums
Pēdējais, kas jāpiemin šajā sakarā. Iepriekš tika pētīta mērķa šūnu un šūnu receptoru specifika. Ir vērts tēmu papildināt ar informāciju par to, kuras struktūrvienības ir tāds “magnēts” HIV, visbriesmīgākajam vīrusam.
Viņam mērķa šūnas ir tās, uz kuru virsmas atrodas CD4 receptori. Šis faktors vien nosaka to mijiedarbību ar vīrusu.
Pirmkārt, variācija saistās ar šūnas virsmu, un notiek uztveršana. Tad tie saplūst ar vīrusa membrānu. Tas nokļūst šūnā. Pēc tam tiek atbrīvots vīrusa nukleotīds un PKN. Genoms integrējas šūnā. Paiet noteikts laiks (latents periods), un sākas vīrusu proteīnu translācija.
Tas viss tiek aizstāts ar aktīvo replikāciju. Process beidzas ar HIV proteīnu un variantu izdalīšanos no šūnām ķermeņa ārējā vidē, kas ir pilns ar netraucētu veselīgu šūnu inficēšanos. Diemžēl šis ir ļoti skumjš piemērs, taču tas skaidri un saprotami parāda "mērķa" jēdzienu šajā kontekstā.
