CÍLOVÉ BUŇKY: CHARAKTERISTIKA A PŘÍKLAD - BIOLOGIE - 2025

Cílovou buňku nebo cílovou buňku je jakákoliv buňka, ve které hormon vykazuje svůj receptor. Jinými slovy, cílová buňka má specifické receptory, kde se hormony mohou vázat a uplatňovat svůj účinek.

Můžeme použít analogii rozhovoru s jinou osobou. Když chceme s někým komunikovat, naším cílem je efektivně doručit zprávu. Totéž lze extrapolovat na buňky.

Zdroj: Arturo González Laguna, z Wikimedia Commons

Když hormon cirkuluje v krevním řečišti, během své cesty narazí na několik buněk. Pouze cílové buňky však mohou zprávu „slyšet“ a interpretovat. Díky svým specifickým receptorům může cílová buňka reagovat na zprávu

Definice cílových buněk

V oboru endokrinologie je cílová buňka definována jako jakýkoli typ buňky, který má specifické receptory pro rozpoznávání a interpretaci zprávy hormonů.

Hormony jsou chemické zprávy, které jsou syntetizovány žlázami, jsou uvolňovány do krevního řečiště a vyvolávají určitou specifickou odpověď. Hormony jsou nesmírně důležité molekuly, protože hrají klíčovou roli v regulaci metabolických reakcí.

V závislosti na povaze hormonu je způsob doručení zprávy odlišný. Ty proteinové povahy nejsou schopné proniknout do buňky, a proto se vážou na specifické receptory na membráně cílové buňky.

Oproti tomu hormony lipidového typu mohou procházet membránou a uplatňovat svůj účinek uvnitř buňky na genetický materiál.

Interakční charakteristiky

Molekula, která se chová jako chemický posel, se připojuje k svému receptoru stejným způsobem jako enzym k substrátu podle vzoru klíče a zámku.

Signální molekula se podobá ligandu tím, že se váže na jinou molekulu, která je obecně větší.

Ve většině případů vazba ligandu způsobuje určitou konformační změnu v receptorovém proteinu, který přímo aktivuje receptor. Tato změna zase umožňuje interakci s jinými molekulami. V jiných scénářích je reakce okamžitá.

Většina signálních receptorů je umístěna na úrovni plazmatické membrány cílové buňky, i když uvnitř buněk jsou i další.

Buněčná signalizace

Cílové buňky jsou klíčovým prvkem v buněčných signalizačních procesech, protože jsou zodpovědné za detekci molekuly messenger. Tento proces byl objasněn hrabětem Sutherlandem a jeho výzkum získal Nobelovu cenu v roce 1971.

Tato skupina vědců dokázala určit tři fáze zapojené do buněčné komunikace: příjem, transdukci a reakci.

Recepce

Během první fáze dochází k detekci cílové buňky signální molekuly, která pochází z vnějšku buňky. Chemický signál je tedy detekován, když nastane vazba chemického posla na receptorový protein, buď na povrchu buňky nebo uvnitř ní.

Převod

Vazba messengeru a receptorového proteinu mění jeho konfiguraci a iniciuje transdukční proces. V této fázi je signál převeden do formy, která je schopna vyvolat reakci.

Může obsahovat jeden krok nebo zahrnovat sekvenci reakcí nazývanou signální transdukční dráha. Podobně jsou molekuly, které jsou zapojeny do dráhy, známé jako molekuly vysílače.

Odpověď

Poslední fáze buněčné signalizace spočívá v původu odpovědi díky transdukovanému signálu. Odpověď může být jakéhokoli druhu, včetně enzymatické katalýzy, organizace cytoskeletu nebo aktivace určitých genů.

Faktory, které ovlivňují reakci buněk

Existuje několik faktorů, které ovlivňují reakci buněk na přítomnost hormonu. Jeden z aspektů logicky souvisí s hormonem jako takovým.

Sekrece hormonu, množství, ve kterém je vylučováno, a jak blízko je cílové buňce, jsou faktory, které modulují reakci.

Kromě toho počet, úroveň nasycení a aktivita receptorů také ovlivňují odpověď.

Příklad

Obecně signální molekula vykonává svůj účinek tím, že se váže na receptorový protein a indukuje ji ke změně jeho tvaru. Pro ilustraci role cílových buněk použijeme příklad výzkumu Sutherlanda a jeho kolegů na Vanderbiltově univerzitě.

Rozklad epinefrinu a glykogenu

Tito vědci se snažili pochopit mechanismus, kterým zvířecí hormon epinefrin podporuje rozklad glykogenu (polysacharid, jehož funkce je ukládání) v jaterních buňkách a buňkách tkání kosterních svalů.

V této souvislosti rozpad glykogenu uvolňuje 1-fosfát glukózy, který je pak buňkou přeměněn na jiný metabolit, 6-fosfát glukózy. Následně je některá buňka (řekněme jedna v játrech) schopna použít sloučeninu, která je meziproduktem v glykolytické dráze.

Kromě toho může být fosfát ze sloučeniny odstraněn a glukóza může plnit svou roli jako palivové palivo. Jedním z účinků epinefrinu je mobilizace palivových rezerv, když je vylučována z nadledvinek při fyzické nebo duševní námaze těla.

Epinefrin dokáže aktivovat degradaci glykogenu, protože aktivuje enzym nalezený v cytosolovém kompartmentu v cílové buňce: glykogen fosforyláza.

Mechanismus účinku

Sutherlandovy experimenty dospěly ke dvěma velmi důležitým závěrům o výše uvedeném procesu. Za prvé, epinefrin neinteraguje pouze s enzymem zodpovědným za degradaci, v buňce jsou zapojeny další mechanismy nebo zprostředkující kroky.

Za druhé, plazmatická membrána hraje roli v přenosu signálu. Proces se tedy provádí ve třech krocích signalizace: příjem, převod a odpověď.

Vazba epinefrinu na receptorový protein na plazmatické membráně jaterních buněk vede k aktivaci enzymu.

Reference

1. Alberts, B., a Bray, D. (2006). Úvod do buněčné biologie. Panamerican Medical Ed.
2. Campbell, NA (2001). Biologie: Koncepty a vztahy. Pearsonovo vzdělávání.
3. Parham, P. (2006). Imunologie. Panamerican Medical Ed.
4. Sadava, D., a Purves, WH (2009). Life: The Science of Biology. Panamerican Medical Ed.
5. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2002). Základy biochemie. John Wiley a synové.