Miután bejárta a szervezetünk vérereit,
a hormon találkozik egy receptorral,
amit kifejezetten ezen hormon
felismerésére készített az a célsejt,
aminek stimulálása volt a hormon feladata.
A hormon kétféleképp
léphet kapcsolatba a receptorral.
Ma azt szeretném megmutatni,
ez hogyan történik.
A sejtben végbemenő hormonális hatás
első fő folyamata,
amivel kezdeni fogok,
az a másodlagos hírvivők témája.
Azért a másodlagos hírvivőkkel kezdek,
mert történelmileg(?)
egy kicsit zavarosabbak.
Lényegében az történik,
hogy a hormon hozzákötődik
a sejten egy receptorhoz.
Rajzolok is egy sejtet egy receptorral,
és rajzolok egy hozzá kötődő hormont is.
A kötődés folyamata nem csupán
kiváltja a hatást,
hanem elindít egy láncreakciót,
ami miatt felszabadulnak
másodlagos hírvivők a sejten belül.
Felrajzolom ezeket is.
Felszabadulnak ezek a másodlagos hírvivők,
és ezek azok, amik ténylegesen kiváltják
a kívánt hatást, legyen az akár
inzulin elválasztása,
glükóz felvétele a sejtbe,
vagy bármi más abból a rengeteg dologból,
amit a szervezetünkben
hormonok szabályoznak.
Hogy szemléltessen,
hogy is működhet ez a sejtben,
rajzoltam előre pár ábrát.
Elő is hívom őket.
Le szeretném szögezni, hogy ezek az ábrák
egyáltalán nem méretarányosak.
De ez a legjobb, amit a folyamat
elmagyarázásához nyújtani tudok,
mert mindez atomi szinten történik,
és az atomok nagyon aprók.
Mindenesetre az ábrán
egy receptor látható.
Pirossal(!) rajzoltam,
és a sejthártyáben helyezkedik el.
Ez a sejthártya foszfolipid kettősrétege,
és ez a sejt belseje,
ez pedig a külseje.
Szintén a setjhártyában
van egy G-protein, ezt zölddel rajzoltam.
Azért hívják G-proteinnek,
mert guanin nukleotid-tartalmú
molekulákat köt meg.
Ugyanez a G szerepel
a DNS bázisai között is,
onnan már ismerősebb lehet.
Jelenleg egy guanin-difoszfát nevű
molekulához kötődik.
Majd látni fogjuk, ez hogyan változik.
Van egy adenilát-cikláz enzim is
a sejthártyában.
Ne feledjük, az enzimek
reakciókat gyorsítanak.
Látjuk majd, miként gyorsít
az adenilát-cikláz egy reakciót.
Ami elindítja ezt a folyamatot,
az a hormon kötődése a receptorhoz.
Így fog kinézni.
A hormon hozzá lesz kötődve a receptorhoz.
Ahogy a hormon hozzákötődik a receptorhoz,
annak megváltozik az alakja.
Ez teszi majd lehetővé,
hogy kapcsolódjon a G-proteinnel.
Ez pedig így néz ki.
Láthattuk, hogy amint
a G-protein kapcsolódott
a hormon-komplexben lévő receptorhoz,
kicserélte a kezdeti GDP-jét,
a guanin-difoszfátot GTP-re.
Lényegében kicseréli
a két foszfáthoz kapcsolódó guanint
egy három foszfáthoz kapcsolódó guaninra.
Ez lehetővé teszi,
hogy a G-protein a sejthártyában haladva
kapcsolódjon az adenilát-ciklázzal.
Ez aktiválja az adenilát-ciklázt.
Mivel ez egy enzim,
az aktivált adenilát-cikláz
elősegíti az ATP átalakulását
– ami a sejt energiavalutája –
cAMP-vé.
A cAMP azt jelenti, hogy:
ciklikus adenozin-monofoszfát.
Tehát ATP-vel,
adenozin-trifoszfáttal indultunk,
és ciklikus adenozin-monofoszfát
jött létre.
Emellett felszabadul az extra két foszfát.
Ez a cAMP molekula az,
ami aktiválja a sejten belül
azt a fehérjét, aminek a hatása
eredetileg a hormon célja volt.
Végül a rendszer visszaáll,
de ezalatt sok
adenilát-cikláz enzim aktiválódott,
ezáltal rengeteg cAMP termelődött.
Ez jelerősítésnek nevezzük.
Jelerősítés alatt azt értem,
hogy elméletileg egy hormon
egy receptorhoz tud kötődni.
Ez a folyamat el tud indítani
egy láncreakciót,
ami rengeteg cAMP termelődéséhez vezet.
Ez azt jelenti, hogy
kevesebb hormon elegendő
a fehérje aktiválásához
vagy a kívánt hatás eléréséhez.
Tehát a másodlagos hírvivők
egy módja annak,
ahogy a hormonok hatnak a sejtekre.
De valójában, őszintén,
ez sok sejtnél máshogy zajlik.
A másodlagos hírvivők hatásának
nem minden folyamata ismert jelenleg.
És őszintén, a cAMP-n kívül rengeteg
másodlagos hírvivő van még.
A lényeg, hogy a szervezeted
legtöbb hormonja esetében
a sejtfelszínhez való kötődés
aktivál egy reakciósorozatot,
ami elindítja a sejten belül a választ.
Nagyon hasonló egy telefonszolgáltatóhoz.
Mivel mi emberek
– fel is rajzolom magunkat –
mivel néha nem tudunk
közvetlenül beszélni másokkal,
– akár a távolság, a kényelem,
vagy az egyszerűsége miatt –
egy telefonszolgáltatót használunk ahhoz,
hogy közvetítse a hangunkat feléjük
egy telefonbeszélgetésen keresztül.
A telefonbeszélgetésen keresztül
azokhoz juttatjuk a hangunkat,
akikkel beszélgetni szeretnénk.
Akár szöveges üzenetet is küldhetünk.
A szöveges üzenet is eljuttatja
az üzenetünket azokhoz,
akikkel bármilyen okból
nem vagyunk képesek közvetlenül beszélni.
Ez nagyon hasonló ahhoz,
ahogy a másodlagos hírvivők segítenek
a hormonoknak, amik nem képesek
közvetlenül beszélni
egy sejten belüli receptorral.
Így a fehérjék és katekolaminok
– amik nem képesek átjutni a sejthártyán –
másodlagos hírvivőkkel kommunikálnak.
A másik fő jelátviteli mód,
hogy a hormon elsődleges hírvivőként
fejtik ki hatását a sejten.
Egyes hormonok, mint a szteroidok
és a pajzsmirigyhormonok,
át tudnak jutni a sejthártyán.
Így nincs szükség erre az egész
jelátadós rendszerre,
amit az előbb felépítettünk.
Hozok egy másik sejthártyát.
A hormon átjut a sejthártyán,
és hozzáköt egy receptorhoz,
ami vagy a sejtplazmában,
vagy a sejtmagban található.
Legyen itt egy sejtmag,
benne pedig DNS.
Amikor a hormon hozzáköt a receptorhoz,
ami vagy a sejtplazmában,
vagy a sejtmagon belül van,
a kötődési folyamat közvetlenül
befolyásolni fogja
a transzkripcióját a sejtmagban,
vagy a transzlációját a sejtplazmában
annak a fehérjének, amit a hormon aktivál.
Ebben a folyamatban
jóval kevesebb szereplő van,
mint a másodlagos hírvivő
rendszerben volt.
Ez abból ered,
hogy ezek szteroid-
vagy pajzsmirigyhormonok,
amik jellemzően zsíroldékonyak
és képesek átjutni
maguktól a sejthártyán.
Így nincs szükségük
erre az extra gépezetre.
Mindenesetre,
ezek az elsődleges hírvivők
és a másodlagos hírvivők.
És ez a két fő folyamat,
amivel a hormonok
a célsejtjeikre hatnak.