Miután bejárta a szervezetünk vérereit,
a hormon találkozik egy receptorral,
amit kifejezetten ezen hormon felismerésére készített az a célsejt,
amire ez a hormon hat.
A hormon kétféleképpen léphet kapcsolatba a receptorral.
Most azt szeretném megmutatni, hogy ez miképpen történik.
A sejtben végbemenő hormonális hatás egyik lehetősége,
amivel kezdeni fogok,
a másodlagos hírvivők használata.
Azért a másodlagos hírvivőkkel kezdjük,
mert ezek kissé bonyolultabbak.
Lényegében úgy kezdődik,
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 csak egyszeri hatást vált ki,
hanem egy láncreakciót indít el,
amelynek során másodlagos hírvivők szabadulnak fel a sejten belül.
Felrajzolom ezeket is.
Felszabadulnak ezek a másodlagos hírvivők,
és ezek váltják ki a kívánt hatást,
legyen az akár inzulin elválasztása,
glükóz felvétele a sejtbe,
vagy bármi a sokféle dolog közül,
amit a szervezetünkben hormonok szabályoznak.
Hogy szemléltessem, hogy is működhet ez a sejtben,
előre megrajzoltam néhány ábrát.
Íme, itt is vannak.
Szeretném leszögezni, hogy ezek az ábrák egyáltalán nem méretarányosak.
De ezzel tudom a legjobban elmagyarázni a folyamatot,
mert mindez atomi szinten történik,
és az atomok nagyon aprók.
Mindenesetre az ábrán egy receptor látható.
Pirossal(!) rajzoltam,
és a sejthártyában helyezkedik el.
Ez a sejthártya foszfolipid kettősrétege.
Ez a sejt belseje, ez pedig a külseje.
Szintén a sejthártyában
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,
onnan is ismerős lehet.
Itt viszont egy guanin-difoszfát nevű molekulához kötődik.
Majd látni fogjuk, hogy ez hogyan változik.
Van egy adenilát-cikláz enzim is a sejthártyában.
Ne feledjük, az enzimek reakciókat gyorsítanak.
Látjuk majd, miként gyorsít fel 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,
ami 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 fejti 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.