Sihtrakud on sellised struktuursed ja funktsionaalsed üksused, mis interakteeruvad spetsiifiliselt hormoonidega, kasutades spetsiaalseid retseptorvalke. Definitsioon on üldjoontes selge, kuid teema ise on väga mahukas ja iga selle aspekt on kindlasti oluline. Kogu materjali korraga käsitlemine on üsna keeruline, seega räägime nüüd ainult sihtrakkude, nende tüüpide ja toimemehhanismi põhipunktidest.
Definitsioon
Sihtlahtrid on väga huvitav termin. Selles olev eesliide on loogiliselt põhjendatud. Lõppude lõpuks on tegelikult iga keharakk hormoonide sihtmärk. Nende kokkupuute hetkel käivitatakse spetsiifiline biokeemiline reaktsioon. Järgmisena läbiviidav protsess on otseselt seotud ainevahetusega.
Kui tugev mõju avaldub, määrab sihtrakuga reageerinud hormooni kontsentratsiooni. See pole aga ainus võtmetegur. Mängib ka rollihormooni biosünteesi kiirus, selle küpsemise tingimused ja keskkonna eripärad, milles rakk kontaktvalguga kontakteerub.
Lisaks peegeldab biokeemiline toime hormonaalsete mõjude antagonismi või sünergismi. Näiteks epinefriinil ja glükagoonil (mida toodetakse vastav alt neerupealistes ja kõhunäärmes) on sarnane toime. Mõlemad hormoonid aktiveerivad glükogeeni lagunemist maksas.
Aga naissuguhormoonidel progesteroonil ja östrogeenil on antagonistlik toime. Esimene aeglustab emaka kokkutõmbumist ja teine, vastupidi, tugevdab neid.
Retseptorvalkude mõiste
Seda tuleks veidi üksikasjalikum alt uurida. Sihtrakud on, nagu juba mainitud, struktuuriüksused, mis interakteeruvad hormoonidega. Kuid mis on kurikuulsad retseptorvalgud? Niinimetatud molekulid, millel on kaks põhifunktsiooni:
- Reageerige füüsilistele teguritele (näiteks valgus).
- Siduda teisi molekule, mis kannavad regulatiivseid signaale (neurotransmitterid, hormoonid jne).
Viimane funktsioon on kõige olulisem. Nende signaalide indutseeritud konformatsiooniliste muutuste tõttu käivitavad retseptorvalgud rakus teatud biokeemilisi protsesse. Tulemuseks on tema füsioloogilise vastuse realiseerimine välistele signaalidele.
Valgud, muide, võivad paikneda raku tuuma- või välismembraanil või tsütoplasmas.
Retseptorid
Nende kohtatuleb eraldi rääkida. Sihtrakkude retseptorid on nende spetsiifilised keemilised struktuurid, mis sisaldavad täiendavaid saite, mis seonduvad hormooniga. Selle koostoime tulemusena toimuvad kõik järgnevad biokeemilised reaktsioonid, mis viivad lõpliku efektini.
Oluline on märkida, et mis tahes hormooni retseptor on valk, millel on vähem alt kaks domeeni (tertsiaarstruktuuri elemente), mis erinevad struktuuri ja funktsioonide poolest.
Millised on nende funktsioonid? Retseptorid töötavad järgmiselt: üks domeenidest seob hormooni ja teine annab signaali, mis on rakendatav konkreetse rakusisese protsessi jaoks.
Steroidsetes bioloogiliselt aktiivsetes ainetes toimub kõik veidi teisiti. Jah, selle rühma hormoonretseptoritel on samuti vähem alt kaks domeeni. Ainult üks neist teostab seondumist ja teine on seotud konkreetse DNA piirkonnaga.
Huvitav on see, et paljudes rakkudes on nn reservretseptorid – need, mis ei osale bioloogilise vastuse moodustamises.
Oluline teada
Hormoonide toimeteid sihtrakkudele ja muid selle teema tunnuseid uurides tuleb märkida, et seni ei ole enamikku retseptoreid piisav alt uuritud. Miks? Kuna nende eraldamine ja edasine puhastamine on rasked. Kuid iga retseptori rakkude sisaldus on üsna madal.
Samas on teada, et hormoonid interakteeruvad retseptoritega keemilis-füüsikalisel viisil. Hüdrofoobsed jaelektrostaatilised ühendused. Kui retseptor seondub hormooniga, toimub retseptorvalgu konformatsiooniline muutus, mille tulemuseks on selle aktiveerumine signaalmolekuli kompleksiga.
Neurotransmitterid
See on bioloogiliselt aktiivsete ainete nimetus, mille põhiülesanne on edastada närvirakkudest ja neuronitest pärinevaid elektrokeemilisi impulsse. Neid nimetatakse ka "vahendajateks". Loomulikult mõjutavad neurotransmitterid ka sihtrakke.
Täpsem alt kontakteeruvad “vahendajad” otse ülalmainitud biokeemiliste retseptoritega. Nende kahe aine moodustatav kompleks on võimeline mõjutama teatud ainevahetusprotsesside intensiivsust (vahendajate sihtmärgi kaudu või otse).
Näiteks üks neurotransmitter põhjustab sihtraku erutatavuse suurenemist ja postsünaptilise membraani järkjärgulist depolarisatsiooni. Teistel "vahendajatel" võib olla täiesti vastupidine mõju (inhibeeriv).
Teine hulk aineid blokeerib ja aktiveerib retseptoreid. Nende hulka kuuluvad prostaglandiinid, neuroaktiivsed peptiidid ja aminohapped. Kuid tegelikult on teabe edastamise protsessi palju rohkem aineid.
Hormoonide toimetüübid sihtrakkudele
Kokku on viis. Saate valida need liigid järgmisest loendist:
- Ainevahetus. Avaldub rakumembraanide, organellide läbilaskvuse muutumises, samuti rakusiseste ensüümide aktiivsuses ja nende sünteesis. Ilmne metaboolne toimekilpnäärme poolt toodetud erinevad hormoonid.
- Parandus. See toiming mõjutab sihtrakkude poolt pakutavate funktsioonide intensiivsust. Selle raskusaste sõltub reaktsioonivõimest ja algolekust. Näiteks võime meenutada adrenaliini mõju südame löögisagedusele.
- Kineetiline. Sellise löögi korral liiguvad sihtrakud rahulikust olekust aktiivsesse. Ilmekas näide on emaka lihaste reaktsioon oksütotsiinile.
- Morfogeneetiline. See seisneb sihtrakkude suuruse ja kuju muutmises. Näiteks somatotropiin mõjutab keha kasvu. Ja suguhormoonid on otseselt seotud seksuaalomaduste kujunemisega.
- Reaktogeenne. Selle toime tulemusena muutub sihtrakkude tundlikkus, nende tundlikkus teiste vahendajate ja hormoonide suhtes. Koletsüstokiniin ja gastriin mõjutavad närvirakkude erutatavust.
Koosmõju vees lahustuvate hormoonidega
Tal on oma spetsiifika. Rääkides hormoonide vastasmõjust sihtrakkudega, tuleb tähele panna, et kui need on vees lahustuvad, siis neil on mõju ka sisse tungimata – see tähendab tsütoplasmaatilise membraani pinn alt.
Selle protsessiga seotud sammud on järgmised:
- Moodustumine HRK (hormoon-retseptori kompleksi) membraani pinnal.
- Hilisem ensüümi aktiveerimine.
- Teiseste vahendajate moodustamine.
- Teatud rühma proteiinkinaaside moodustumine (ensüümid, mis modifitseerivad teisi valke).
- Valkude fosforüülimise aktiveerimine.
Kirjeldatud protsessi, muide, nimetatakse õigesti vastuvõtuks.
Koosmõju rasvlahustuvate hormoonidega
Või, nagu neid kõige sagedamini nimetatakse, steroididega. Sel juhul on hormoonide toime sihtrakkudele erinev. Kuna steroidid tungivad erinev alt vees lahustuvatest ainetest ikkagi sisemusse.
Samm-sammult näeb see välja järgmine:
- Steroidhormoon puutub kokku membraaniretseptoriga, misjärel kandub GRK rakku.
- Seejärel seostub aine tsütoplasma retseptori valguga.
- Pärast seda kantakse GRK üle tuuma.
- Toimub interaktsioon kolmanda retseptoriga, millega kaasneb GRK moodustumine.
- GRK seondub seejärel DNA-ga ja loomulikult kromatiini aktseptoriga.
Uurides seda hormooni toime rada sihtrakkudele, võib mõista, et GRK on tuumas olnud juba üsna pikka aega. Seetõttu ilmnevad kõik füsioloogilised mõjud mitu tundi pärast protsessi algust.
Signaalituvastus
Ja selle kohta tasub öelda ka paar sõna. Kehasse sisenevaid signaale on kahte tüüpi:
- Väline. Mida see tähendab? Asjaolu, et signaalid rakku tulevad väliskeskkonnast.
- Kodumaine. Signaalid moodustuvad ja toimivad seejärel samas rakus. Sageli on signaalideks metaboliidid, mis mängivad allosteeriliste inhibiitorite või aktivaatorite rolli.
Sõltumata tüübist on neil samad ülesanded. Neid saab tuvastadaselline nimekiri:
- Nn tühikäigu metaboolsete tsüklite välistamine.
- Homöostaasi õige taseme hoidmine.
- Ainevahetusprotsesside rakkudevaheline ja sisemine koordinatsioon.
- Energia moodustumise ja edasise kasutamise protsesside reguleerimine.
- Keha kohanemine keskkonnamuutustega.
Lihtsam alt öeldes on signaalmolekulid keemilise päritoluga endogeensed ühendid, mis retseptoritega interaktsiooni kaudu juhivad sihtrakkudes toimuvaid biokeemilisi reaktsioone.
Nendel on siiski mõned funktsioonid, millest peaksite teadma. Signaalmolekulid on lühiealised, väga bioloogiliselt aktiivsed, nende toime on unikaalne ja igaühel neist võib olla korraga mitu sihtrakku.
Muide! Vastused erinevate sihtrakkude ühele molekulile on sageli väga erinevad.
Närviline ja humoraalne regulatsioon
Teema raames, mis käsitleb hormoonide toimemehhanisme sihtrakkudele, on kasulik sellele teemale tähelepanu pöörata. Tuleb kohe märkida, et hormoonide toime on üsna hajus ja närviline mõju on diferentseeritud. Kõik selle tõttu, et nad liiguvad verega.
Humoraalne mõju levib üsna aeglaselt. Maksimaalne verevoolu kiirus varieerub vahemikus 0,2–0,5 m/s.
Aga sellele vaatamata on humoraalne mõju üsna pikaajaline. Seevõib kesta tunde, isegi päevi.
Muide, närvilõpmed toimivad sageli sihtmärkidena. Kuid miks on alati tegemist ühe neurohumoraalse regulatsiooniga? Kuna närvisüsteem innerveerib endokriinseid näärmeid.
Sihtrakkude kahjustus
Viimane asi, mida selle kohta mainida. Eespool on uuritud sihtrakkude ja rakuretseptorite spetsiifikat. Teemat tasub täiendada infoga, millised struktuuriüksused on HIV-i, kõige kohutavama viiruse “magnetiks”.
Tema jaoks on sihtrakud need, mille pinnal on CD4 retseptorid. Ainuüksi see tegur määrab nende koostoime viirusega.
Esiteks seostub variatsioon rakupinnaga ja toimub vastuvõtt. Seejärel sulanduvad nad viiruse membraaniga. See satub raku sisse. Seejärel vabanevad viiruse nukleotiid ja PKN. Genoom integreerub rakku. Möödub teatud aeg (latentse periood) ja algab viiruse valkude translatsioon.
See kõik asendatakse aktiivse replikatsiooniga. Protsess lõpeb HIV-valkude ja nende variatsioonide vabanemisega rakkudest keha väliskeskkonda, mis on täis tervete rakkude takistamatut nakatumist. Kahjuks on see väga kurb näide, kuid see näitab selgelt ja arusaadav alt "sihtmärgi" mõistet selles kontekstis.
