ZIELZELLEN: EIGENSCHAFTEN UND BEISPIEL - BIOLOGIE - 2025

Eine Zielzelle oder Zielzelle ist jede Zelle, in der ein Hormon seinen Rezeptor erkennt. Mit anderen Worten, eine Zielzelle hat spezifische Rezeptoren, an die 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. Das gleiche kann auf Zellen extrapoliert werden.

Quelle: Arturo González Laguna, aus Wikimedia Commons

Wenn ein Hormon im Blutkreislauf zirkuliert, trifft es auf seiner Reise auf mehrere Zellen. Allerdings können nur die Zielzellen die Nachricht "hören" und interpretieren. Dank seiner spezifischen Rezeptoren kann die Zielzelle auf die Nachricht reagieren

Definition von Zielzellen

Im Zweig der Endokrinologie wird eine Zielzelle als jeder Zelltyp definiert, der spezifische Rezeptoren aufweist, um die Botschaft von Hormonen zu erkennen und zu interpretieren.

Hormone sind chemische Botschaften, die von den Drüsen synthetisiert werden, in den Blutkreislauf freigesetzt werden und eine bestimmte Reaktion hervorrufen. Hormone sind äußerst wichtige Moleküle, da sie eine entscheidende Rolle bei der Regulierung von Stoffwechselreaktionen spielen.

Abhängig von der Art des Hormons ist die Art und Weise der Übermittlung der Nachricht unterschiedlich. Diejenigen mit Proteincharakter sind nicht in der Lage, in die Zelle einzudringen, daher binden sie an spezifische Rezeptoren auf der Membran der Zielzelle.

Im Gegensatz dazu können Hormone vom Lipidtyp die Membran passieren und ihre Wirkung innerhalb der Zelle auf das genetische Material ausüben.

Interaktionseigenschaften

Das Molekül, das als chemischer Botenstoff fungiert, bindet sich an seinen Rezeptor auf die gleiche Weise wie ein Enzym an sein Substrat und folgt dabei dem Muster des Schlüssels und des Schlosses.

Das Signalmolekül ähnelt einem Liganden darin, dass es an ein anderes Molekül bindet, das im Allgemeinen größer ist.

In den meisten Fällen verursacht die Bindung des Liganden eine gewisse Konformationsänderung im Rezeptorprotein, die den Rezeptor direkt aktiviert. Diese Änderung ermöglicht wiederum die Interaktion mit anderen Molekülen. In anderen Szenarien erfolgt die Antwort sofort.

Die meisten Signalrezeptoren befinden sich auf der Ebene der Plasmamembran der Zielzelle, obwohl sich andere in den Zellen befinden.

Zellensignalisierung

Zielzellen sind ein Schlüsselelement bei Zellsignalisierungsprozessen, da sie für den Nachweis des Botenmoleküls verantwortlich sind. Dieser Prozess wurde von Earl Sutherland aufgeklärt und seine Forschung erhielt 1971 den Nobelpreis.

Diese Gruppe von Forschern hat es geschafft, die drei Phasen der zellularen Kommunikation zu bestimmen: Empfang, Übertragung 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 erfasst, wenn die Bindung des chemischen Botenstoffs an das Rezeptorprotein entweder auf der Oberfläche der Zelle oder innerhalb der Zelle erfolgt.

Transduktion

Die Bindung des Botenstoffs und des Rezeptorproteins verändert dessen Konfiguration und initiiert den Transduktionsprozess. In diesem Stadium wird das Signal in eine Form umgewandelt, die eine Antwort hervorrufen kann.

Es kann einen einzelnen Schritt enthalten oder eine Folge von Reaktionen umfassen, die als Signaltransduktionsweg bezeichnet werden. In ähnlicher Weise sind die Moleküle, die am Weg beteiligt sind, als Transmittermoleküle bekannt.

Antworten

Die letzte Stufe der Zellsignalisierung besteht dank des übertragenen Signals aus dem Ursprung der Antwort. Die Antwort kann von jeder Art 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 auf das Vorhandensein des Hormons beeinflussen. Logischerweise hängt einer der Aspekte mit dem Hormon an sich zusammen.

Die Sekretion des Hormons, die Menge, in der es ausgeschieden wird und wie nahe es an der Zielzelle liegt, sind Faktoren, die die Reaktion modulieren.

Darüber hinaus beeinflussen die Anzahl, der Sättigungsgrad und die Aktivität der Rezeptoren auch die Reaktion.

Beispiel

Im Allgemeinen übt das Signalmolekül seine Wirkung aus, indem es an ein Rezeptorprotein bindet und es veranlasst, seine Form zu ändern. Um die Rolle von Zielzellen zu veranschaulichen, werden wir das Beispiel der Forschung von Sutherland und seinen Kollegen an der Vanderbilt University verwenden.

Abbau von Adrenalin und Glykogen

Diese Forscher wollten den Mechanismus verstehen, durch den das tierische Hormon Adrenalin den Abbau von Glykogen (einem Polysaccharid, dessen Funktion die Speicherung ist) in Leberzellen und Zellen von Skelettmuskelgeweben 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 kann eine Zelle (z. B. eine in der Leber) die Verbindung verwenden, die ein Zwischenprodukt im glykolytischen Weg ist.

Zusätzlich kann Phosphat aus der Verbindung entfernt werden und Glucose kann ihre Rolle als Zellbrennstoff erfüllen. Eine der Wirkungen von Adrenalin ist die Mobilisierung von Kraftstoffreserven, wenn es bei körperlichen oder geistigen Belastungen des Körpers aus der Nebenniere ausgeschieden wird.

Adrenalin schafft es, den Abbau von Glykogen zu aktivieren, da es in der Zielzelle ein im zytosolischen Kompartiment gefundenes Enzym aktiviert: Glykogenphosphorylase.

Wirkmechanismus

Sutherlands Experimente kamen zu zwei sehr wichtigen Schlussfolgerungen über den oben erwähnten Prozess. Erstens interagiert Adrenalin nicht nur mit dem für den Abbau verantwortlichen Enzym, es gibt auch andere Mechanismen oder Zwischenschritte in der Zelle.

Zweitens spielt die Plasmamembran eine Rolle bei der Signalübertragung. Somit wird der Prozess in den drei Schritten der Signalisierung ausgeführt: Empfang, Übertragung und Antwort.

Die Bindung von Adrenalin an ein Rezeptorprotein auf der Plasmamembran der Leberzelle führt zur Aktivierung des Enzyms.

Verweise

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