Zielzellen: Eigenschaften und Beispiel
Eine Zielzelle oder Zielzelle ist jede Zelle, in der ein Hormon seinen Rezeptor erkennt. Mit anderen Worten, eine weiße Zelle hat spezifische Rezeptoren, an die sich Hormone binden und ihre Wirkung entfalten können.
Wir können die Analogie eines Gesprächs mit einer anderen Person verwenden. Wenn wir mit jemandem kommunizieren möchten, ist es unser Ziel, eine Nachricht effektiv zu übermitteln. Dasselbe kann auf die Zellen extrapoliert werden.
Wenn ein Hormon im Blutkreislauf zirkuliert, finden sie auf ihrer Reise mehrere Zellen. Allerdings können nur die Zielzellen die Nachricht "hören" und interpretieren. Da es spezifische Rezeptoren hat, kann die Zielzelle auf die Nachricht antworten
Definition von Zielzellen
In der Endokrinologie wird eine Zielzelle als jeder Zelltyp definiert, der spezifische Rezeptoren besitzt, um die Botschaft der Hormone zu erkennen und zu interpretieren.
Hormone sind chemische Botschaften, die von den Drüsen synthetisiert werden, in den Blutkreislauf gelangen und eine bestimmte Reaktion hervorrufen. Hormone sind äußerst wichtige Moleküle, da sie eine entscheidende Rolle bei der Regulation von Stoffwechselreaktionen spielen.
Abhängig von der Art des Hormons ist die Art der Übermittlung der Nachricht unterschiedlich. Diejenigen mit Proteincharakter können die Zelle nicht durchdringen, so dass sie an spezifische Rezeptoren auf der Membran der Zielzelle binden.
Im Gegensatz dazu können Hormone vom Lipidtyp die Membran passieren und ihre Wirkung innerhalb der Zelle auf das genetische Material ausüben.
Eigenschaften der Interaktion
Das Molekül, das als chemischer Botenstoff fungiert, wird an seinen Rezeptor wie ein Enzym an sein Substrat gekoppelt, wobei es dem Modell des Schlüssels und des Schlosses folgt.
Das Signalmolekül ähnelt einem Liganden, da es an ein anderes Molekül bindet, das im Allgemeinen größer ist.
In den meisten Fällen bewirkt die Ligandenbindung eine Konformationsänderung des Rezeptorproteins, die den Rezeptor direkt aktiviert. Diese Änderung ermöglicht wiederum die Wechselwirkung mit anderen Molekülen. In anderen Szenarien erfolgt die Reaktion sofort.
Die Mehrzahl der Signalrezeptoren befindet sich auf der Ebene der Plasmamembran der Zielzelle, obwohl sich andere innerhalb der Zellen befinden.
Zellensignalisierung
Die Zielzellen sind ein Schlüsselelement in den Prozessen der Zellsignalisierung, da sie für den Nachweis des Botenmoleküls verantwortlich sind. Dieser Prozess wurde von Earl Sutherland aufgeklärt und seine Forschung wurde 1971 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.
Diese Forschergruppe konnte die drei Phasen der Zellkommunikation aufzeigen: Empfang, Transduktion und Reaktion.
Rezeption
Während der ersten Stufe erfolgt der Nachweis der Zielzelle des Signalmoleküls, die von außerhalb der Zelle kommt. Somit wird das chemische Signal detektiert, wenn die Bindung des chemischen Botenstoffs an das Rezeptorprotein entweder an der Zelloberfläche oder innerhalb der Zelle stattfindet.
Transduktion
Die Bindung des Botenstoffs und des Rezeptorproteins verändert dessen Konfiguration und leitet den Transduktionsprozess ein. In diesem Stadium erfolgt die Umwandlung des Signals in eine Form, die eine Antwort hervorrufen kann.
Es kann einen einzelnen Schritt enthalten oder eine Folge von Reaktionen umfassen, die als Signaltransduktionsweg bezeichnet werden. Ebenso werden die Moleküle, die am Weg beteiligt sind, als Transmissionsmoleküle bezeichnet.
Antwort
Die letzte Stufe der Zellensignalisierung besteht aus dem Ursprung der Antwort dank des transduzierten Signals. Die Reaktion kann von jedem Typ sein, einschließlich enzymatischer Katalyse, Organisation des Zytoskeletts oder Aktivierung bestimmter Gene.
Faktoren, die die Reaktion von Zellen beeinflussen
Es gibt mehrere Faktoren, die die Reaktion der Zellen vor dem Vorhandensein des Hormons beeinflussen. Logischerweise hängt einer der Aspekte mit dem Hormon an sich zusammen.
Die Sekretion des Hormons, die Menge, in der es sekretiert wird, und die Nähe zur Zielzelle sind Faktoren, die die Reaktion modulieren.
Darüber hinaus beeinflussen auch die Anzahl, der Sättigungsgrad und die Aktivität der Rezeptoren die Reaktion.
Beispiel
Im Allgemeinen übt das Signalmolekül seine Wirkung durch Bindung an ein Rezeptorprotein aus und induziert eine Formänderung. Um die Rolle von Zielzellen zu veranschaulichen, verwenden wir das Beispiel der Forschung von Sutherland und seinen Kollegen an der Vanderbilt University.
Adrenalin und Glykogenabbau
Diese Forscher wollten den Mechanismus verstehen, durch den das Tierhormon Adrenalin den Abbau von Glykogen (ein Polysaccharid, dessen Funktion die Speicherung ist) in den Zellen der Leber und den Zellen des Skelettmuskelgewebes fördert.
In diesem Zusammenhang setzt der Abbau von Glykogen Glucose-1-phosphat frei, das dann von der Zelle in einen anderen Metaboliten, Glucose-6-phosphat, umgewandelt wird. Anschließend können einige Zellen (z. B. eine der Leberzellen) die Verbindung verwenden, die ein Zwischenprodukt auf dem glykolytischen Weg ist.
Zusätzlich kann das Phosphat der Verbindung eliminiert werden und Glucose kann seine Rolle als zellulärer Brennstoff erfüllen. Eine der Wirkungen von Adrenalin ist die Mobilisierung von Kraftstoffreserven, wenn es bei körperlichen und geistigen Anstrengungen des Körpers aus der Nebenniere ausgeschieden wird.
Epinephrin ist in der Lage, den Abbau von Glykogen zu aktivieren, da es ein Enzym aktiviert, das sich im cytosolischen Kompartiment der Zielzelle befindet: Glykogenphosphorylase.
Wirkmechanismus
Sutherlands Experimente gelangten zu zwei sehr wichtigen Schlussfolgerungen über den oben genannten Prozess. Erstens interagiert Adrenalin nicht nur mit dem Enzym, das für den Abbau verantwortlich ist, sondern es gibt andere Zwischenmechanismen oder Schritte in der Zelle.
Zweitens spielt die Plasmamembran eine Rolle bei der Übertragung des Signals. Somit wird der Prozess in den drei Schritten des Signalisierens ausgeführt: Empfang, Transduktion und Antwort.
Die Bindung von Adrenalin an ein Rezeptorprotein in der Plasmamembran der Leberzelle führt zur Aktivierung des Enzyms.
