Miután bejárta a szervezetünk vérereit,
a hormon találkozik egy receptorral,
amit kifejezetten ezen hormon felismerésére készített az a célsejt,
amire a hormon hat.
A kapcsolódásuk kétféle, nagyon különböző módon mehet végbe.
Szeretném bemutatni, hogy ez miképpen történik.
Az első hormonális hatásmechanizmus
a másodlagos hírvivőkön át megy végbe.
Azért a másodlagos hírvivőkkel kezdjük,
mert ez a bonyolultabb út.
Lényegében úgy kezdődik,
hogy a hormon hozzákötődik a sejten egy receptorhoz.
Rajzolok is egy sejtet egy receptorral,
és egy hozzá kötődő hormont is.
A megkötődés nem csak egyszerű serkentést jelent,
hanem egy láncreakciót indít el,
amely másodlagos hírvivők
felszabadulásához vezet a sejtben.
Felrajzolom ezeket is.
Tehát felszabadulnak a másodlagos hírvivők,
és valójában 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 működik ez a sejtben,
előre megrajzoltam néhány ábrát.
Íme, itt is vannak.
Fontos tudni, hogy a rajz nem méretarányos,
de így tudom a legjobban elmagyarázni a folyamatot,
mert mindez atomi szinten történik,
és az atomok nagyon aprók.
Mindenesetre az ábrán egy receptor látható.
Ezt 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 nukleotidot tartalmazó molekulákat köt meg.
Ugyanez a G szerepel a DNS bázisai között.
Onnan is ismerős lehet,
itt viszont egy guanozin-difoszfát(!) nevű molekulához kötődik.
Majd látni fogjuk, hogy ezzel mi történik.
Van egy adenilát-cikláz enzim is a sejthártyában.
Ne feledjük, az enzimek elősegítik a reakciókat.
Látjuk majd, miként segít elő az adenilát-cikláz egy reakciót.
Az egész a folyamatot az indítja el,
hogy a hormon hozzákötődik a receptorhoz.
Ez így történik.
A hormon megkötődött a receptoron.
Ahogy a hormon hozzákötődik a receptorhoz,
annak megváltozik az alakja.
Ez teszi lehetővé, hogy kapcsolódjon a G-proteinnel.
Ez pedig így történik.
Figyeld meg, hogy miközben a G-protein hozzákapcsolódik
a hormon-komplexben lévő receptorhoz,
kicseréli a hozzá kapcsolódó GDP-t,
a guanozin-difoszfátot GTP-re.
Kicseréli a guanozint, amely két foszfáthoz kapcsolódott,
egy olyanra, amely három foszfáthoz kapcsolódik.
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 jelentése: ciklikus adenozin-monofoszfát.
Tehát az ATP-ből, az adenozin-trifoszfátból
ciklikus adenozin-monofoszfát jött létre,
és felszabadult két foszfát (PPᵢ, azaz pirofoszfát)
A cAMP molekula az, ami aktiválja
azt a fehérjét a sejtben,
aminek a működése a hormon célja volt eredetileg.
Végül minden visszaalakul,
de addigra sok adenilát-cikláz enzim aktiválódott,
ezáltal rengeteg cAMP termelődött.
Ezt nevezzük jelerősítésnek.
A jelerősítés lényege,
hogy elméletileg csak egyetlen hormonmolekula kötődik meg egy receptoron
de ez elindít egy láncreakciót,
ami rengeteg cAMP termelődéséhez vezet.
Ez azt jelenti, hogy kevés hormon is elegendő
a fehérje aktiválásához, vagy a kívánt hatás eléréséhez.
Tehát a másodlagos hírvivők biztosítják az egyik lehetőséget arra,
hogy a hormon kifejtse hatását a sejtre.
De ha őszinték akarunk lenni,
ez sok sejtben másképp zajlik.
A másodlagos hírvivők hatása
sem teljesen tisztázott.
És persze rengeteg egyéb másodlagos hírvivő is van
a cAMP mellett.
A lényeg, hogy a szervezeted legtöbb hormonja esetében
a sejtfelszínhez való kötődés
aktivál egy reakciósorozatot,
ami elindítja a sejten belüli választ.
Ez nagyon hasonlít a telefonos szolgáltatókhoz.
Mi, emberek – ide is rajzolom magunkat –
néha nem tudunk közvetlenül beszélni másokkal,
– a távolság, a kényelem, vagy a ...... hiánya miatt –
ezért egy szolgáltatót használunk ahhoz,
hogy közvetítse a hangunkat egy telefonbeszélgetésen keresztül.
A telefonbeszélgetésen át
azokhoz juttatjuk el a hangunkat, akikkel beszélgetni szeretnénk.
Akár szöveges üzenetet is küldhetünk.
A szöveges üzenet is eljuttatja az üzenetünket azokhoz,
akikkel valamiért nem tudunk közvetlenül beszélni.
Ez nagyon hasonló ahhoz, ahogy a másodlagos hírvivők
segítenek a hormonoknak, amik nem tudnak beszélni
közvetlenül egy sejten belüli receptorral.
A fehérjehormonok és a katekolaminok,
amik nem képesek átjutni a sejthártyán,
másodlagos hírvivők útján kommunikálnak.
A második jelátviteli mód az,
hogy a hormon elsődleges hírvivőként fejti ki a hatását.
Egyes hormonok, mint a szteroidok
és a pajzsmirigyhormonok,
át tudnak jutni a sejthártyán.
Így nincs szükség erre a közvetítői rendszerre,
amit felvázoltunk.
Iderajzoltam egy másik sejthártyát.
A hormon átjut a sejthártyán,
és olyan receptorhoz kötődik,
ami a sejtplazmában, vagy a sejtmagban található.
Legyen ez a sejtmag,
benne a DNS.
Amikor a hormon hozzákötődik a receptorhoz,
a sejtplazmában vagy a sejtmagban,
a kötődési folyamat közvetlenül hat
arra a transzkripcióra a sejtmagban,
vagy arra a transzlációra a sejtplazmában,
amiben az aktiválandó fehérje keletkezik.
Ebben a folyamatban jóval kevesebb szereplő van,
mint a másodlagos hírvivő rendszerben volt.
Ennek az az oka,
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.