Клітини мішені – це… Поняття, види та механізм дії

Клітини мішені – це такі структурно-функціональні одиниці, які специфічно взаємодіють з гормонами за допомогою особливих білків-рецепторів. Визначення в загальному зрозуміло, однак сама тема дуже об’ємна, і кожен її аспект, безумовно, важливий. Весь матеріал відразу охопити досить складно, тому зараз ідеться лише про основні моменти, що стосуються клітин-мішеней, їх видів та механізму впливу.

Визначення

Клітини-мішені – це дуже цікавий термін. Присутня в ньому приставка логічно обґрунтована. Адже, по суті, кожна клітина організму є мішенню для гормонів. В момент їх зіткнення запускається специфічна біохімічна реакція. Здійснюваний далі процес має безпосереднє відношення до метаболізму.

Те, наскільки сильно буде реалізований ефект, визначає концентрація гормону, що вступив у реакцію з клітиною-мішенню. Втім, це не єдиний ключовий фактор. Також роль відіграє швидкість біосинтезу гормону, умови його дозрівання і специфіка того середовища, в якій відбувається контактування клітини з білком-переносником.

Крім того, на біохімічному ефекті відображається антагонізм чи синергізм гормональних впливів. Наприклад, адреналін і глюкагон (продукуються у надниркових і підшлункової залозі відповідно) мають схожу дію. Обидва гормони активують розпад глікогену в печінці.

А ось антагоністичну дію надають жіночі статеві гормони прогестерон і естроген. Перший гальмуй скорочення матки, а другий, навпаки, підсилює їх.

Поняття білків-рецепторів

Його слід вивчити трохи більш докладно. Клітини мішені – це, як вже було сказано, структурні одиниці, які взаємодіють з гормонами. Але що собою являють горезвісні білки-рецептори? Так називаються молекули, які мають дві головні функції:

  • Реагувати на фізичні фактори (світло, наприклад).
  • Пов’язувати інші молекули, які несуть регулятори сигнали (нейромедіатори, гормони тощо).

Остання функція найбільш значуща. Завдяки конформаційних змін, які дані сигнали індукують, рецепторні білки запускають певні біохімічні процеси в клітині. Результатом стає реалізація її фізіологічного відповіді на зовнішні сигнали.

Білки, до речі, можуть розташовуватися на ядерній або зовнішній мембрані клітці або в цитоплазмі.

Рецептори

Про них необхідно розповісти окремо. Рецептори клітин-мішеней – це їх конкретні хімічні структури, в яких містяться комплементарні ділянки, що зв’язуються з гормоном. Саме в результаті цієї взаємодії відбуваються всі наступні біохімічні реакції, які призводять до підсумкового ефекту.

Важливо застерегти, що рецептор будь-якого гормону – це білок, як мінімум, з двома доменами (елементи третинної структури), які розрізняються за структурою та функціями.

Дивіться також:  Екранування магнітного поля: принципи і матеріали. Відносна магнітна проникність матеріалів

Які їх функції? Рецептори працюють наступним чином: один з доменів пов’язує гормон, а другий виробляє сигнал, який застосовується до конкретного внутрішньоклітинного процесу.

У стероїдних біологічно активних речовин все відбувається трохи по-іншому. Так, рецептори гормонів цієї групи теж мають, як мінімум, два домену. Ось тільки один з них здійснює зв’язування, а другий асоціюється з конкретним ДНК-ділянкою.

Цікаво, що у багатьох клітинах є так звані резервні рецептори – ті, які не беруть участь у формуванні біологічної відповіді.

Важливо знати

Вивчаючи дії гормонів на клітини мішені та інші особливості даної теми, необхідно обмовитися, що поки що більшість рецепторів недостатньо вивчені. Чому? Тому що їх виділення та подальша очищення складні. А ось вміст у клітинах кожного рецептора досить низька.

Проте відомий той факт, що гормони взаємодіють з рецепторами хіміко-фізичним шляхом. Між ними формуються гідрофобні та електростатичні зв’язки. Коли рецептор зв’язується з гормоном, білок-рецептор конформационно змінюється, в результаті чого активується їх з сигнальною молекулою комплекс.

Нейромедіатори

Так називаються біологічно активні речовини, головна функція яких – передавати електрохімічні імпульси від нервових клітин і нейронів. Їх ще називають «посередниками». Зрозуміло, на клітини-мішені вплив нейромедіатори також надають.

Точніше, «посередники» контактують безпосередньо з біохімічними рецепторами, про які розповідалося вище. Той комплекс, який утворюють ці дві речовини, здатний впливати на інтенсивність певних метаболічних процесів (через мету посередників або безпосередньо).

Так, наприклад, один нейромедіатори викликають підвищення збудливості клітини-мішені і градуальную деполяризацію постсинаптичні мембрани. Інші «посередники» можуть надати абсолютно протилежну дію (гальмівний).

Ще ряд речовин здійснює блокування і активацію рецепторів. До таких відносяться простагландини, нейроактивные пептиди та амінокислоти. Але насправді речовин, що впливають на процес передачі інформації, набагато більше.

Види дії гормонів на клітини-мішені

Всього їх п’ять. Виділити ці види можна в такий перелік:

  • Метаболічне. Проявляється у зміні проникності клітинних мембран, органоїдів, а також активності внутрішньоклітинних ферментів та їх синтезу. Яскраво вираженим метаболічним ефектом відрізняються гормони, що виробляються щитовидною залозою.
  • Коригувальна. Це впливає на інтенсивність функцій, що надаються клітинами-мішенями. Його вираженість залежить від реактивності і вихідного стану. В якості прикладу можна згадати який чиниться адреналіном вплив на ЧСС.
  • Кінетичне. При наданні такого впливу клітини-мішені переходять із спокійного стану в активний. Яскравим прикладом є реакція мускулатури матки на окситоцин.
  • Морфогенетическое. Полягає у зміні розмірів і форми клітин-мішеней. Соматотропін, наприклад, впливає на ріст організму. А статеві гормони беруть безпосередню участь у формуванні статевих ознак.
  • Реактогенное. У результаті цього змінюється чутливість клітин-мішеней, їх сприйнятливість до інших медіаторів і гормонів. Холецистокінін і гастрин відображаються на збудливості нервових клітин.
Дивіться також:  "Торос" – це багатозначне слово. Про крижаних нетрях і вірменських царів

Взаємодія з водорозчинними гормонами

У нього своя специфіка. Розповідаючи про взаємодію гормонів з клітинами-мішенями, треба обмовитися, що якщо вони водорозчинні, то вони мають вплив, не проникаючи всередину – тобто, з поверхні цитоплазматичної мембрани.

Ось які етапи включає в себе даний процес:

  • Утворення на поверхні мембрани ГРК (гормон-рецепторний комплекс).
  • Подальша активація ферментів.
  • Формування вторинних посередників.
  • Освіта протеїнкіназ певної групи (ферменти, що модифікують інші білки).
  • Активація фосфорилювання білків.

Описаний процес, до речі, правильно називати рецепцією.

Взаємодія з жиророзчинними гормонами

Або, як їх називають найчастіше – зі стероїдними. В даному випадку виявляється інша дія гормонів на клітини-мішені. Тому що стероїди, на відміну від водорозчинних речовин, всередину все-таки проникають.

Поетапно це виглядає наступним чином:

  • Стероїдний гормон контактує з мембранним рецептором, після чого ГРК переноситься в клітку.
  • Потім речовина зв’язується з цитоплазматичних білком-рецептором.
  • Після цього ГРК переноситься в ядро.
  • Здійснюється взаємодія з третім рецептором, що супроводжується утворенням ГРК.
  • Слідом ГРК зв’язується з ДНК і, звичайно ж, з хроматиновым акцептором.

Вивчивши цей шлях дії гормонів на клітини-мішені, можна зрозуміти, що ГРК присутній в ядрі досить довгий час. Тому всі фізіологічні ефекти настають через кілька годин після початку процесу.

Розпізнавання сигналів

І про це пару слів теж варто сказати. Сигнали, що надходять в організм, бувають двох видів:

  • Зовнішні. Що це означає? Те, що сигнали в клітину надходять із зовнішнього середовища.
  • Внутрішні. Сигнали утворюються, а потім діють в одній і тій же клітині. Нерідко сигналами виявляються метаболіти, що грають роль аллостерических інгібіторів або активаторів.

Незалежно від типу, завдання у них однакові. Їх можна виділити такий перелік:

  • Виключення так званих холостих метаболічних циклів.
  • Підтримання на належному рівні гомеостазу.
  • Міжклітинний і внутрішнє погодження метаболічних процесів.
  • Регулювання процесів утворення і подальшого використання енергії.
  • Пристосування організму до змін в навколишньому середовищі.
Дивіться також:  Що це - хітон? Про давній одяг, панцирних молюсків та інших тлумачень слова

Якщо виражатися простою мовою, то сигнальні молекули є ендогенними речовинами хімічного походження, які завдяки здійснюваному з рецепторами взаємодії забезпечують управління проходять у клітинах-мішенях біохімічними реакціями.

Однак у них є особливості, про які варто знати. Сигнальні молекули недовго живуть, відрізняються високою біологічною активністю, їхні дії унікальні, а ще у кожної з них може бути відразу кілька клітин-мішеней.

До речі! Реакції на одну молекулу різних клітин-мішеней часто сильно відрізняються.

Нервова і гуморальна регуляція

В рамках теми, що стосується механізмів дії гормонів на клітини-мішені, корисно буде звернути увагу і на цю тему. Відразу варто відзначити, що дія гормонів є скоріше дифузним, а нервове вплив – диференційованим. Все через їх переміщення разом з кров’ю.

Гуморальну вплив досить повільно поширюється. Максимальна швидкість, яку може досягти кровотік, варіюється від 0,2 до 0,5 м/с.

Але, незважаючи на це, гуморальну вплив досить-таки тривалий. Воно може тривати годинами, навіть цілодобово.

До речі, часто в ролі мішеней виявляються нервові закінчення. Але чому ж завжди мова йде про єдину нейрогуморальну регуляцію? Тому що нервова система іннервує залози внутрішньої секреції.

Ураження клітин-мішеней

Наостанок слід згадати і про це. Вище була вивчена специфіка клітин-мішеней і клітинних рецепторів. Завершити тему варто інформацією про те, які структурні одиниці є таким «магнітом» для ВІЛ – самого страшного вірусу.

Для нього клітинами-мішенями є ті, на поверхні яких є CD4-рецпторы. Один лише цей чинник зумовлює їх взаємодію з вірусом.

Спочатку варион зв’язується з поверхнею клітини, відбувається рецепція. Потім вони зливаються з мембраною вірусу. Він проникає всередину клітини. Слідом нуклеотид і РКП вірусу вивільняються. Геном інтегрується в клітку. Проходить певний час (латентний період), і починається трансляція білків вірусу.

Все це змінюється активною реплікацією. Закінчується процес вивільненням ВІЛ-білків і варионов з клітин в навколишнє середовище організму, що загрожує безперешкодним зараженням здорових клітин. На жаль, це досить сумний приклад, проте він зрозуміло і дохідливо демонструє поняття «мішені» у даному контексті.