Buněčný mechanismus při hormonální akci. Naučte se o interakci mezi chemickými posly a jejich cílovými buňkami v tomto videu o hormonální akci. Od Ryan Patton.

Hormony proudí pomocí krve cévami našeho těla, až se nakonec potkají s receptory, které byly vytvořeny cílovými buňkami speciálně pro ně, aby mohly být těmito hormony stimulovány. Hormon interaguje s receptorem dvěma charakteristickými způsoby. Chci vám ukázat, jak se to děje. První hlavní mechanismus účinku hormonu na buňku se děje pomocí tzv. sekundárních poslů. Začnu se sekundárními posly, protože je to trochu více matoucí. V podstatě se děje to, že hormon se naváže na receptor na buňce. Takže dovolte mi nakreslit buňku a ten receptor. Dále nakreslím hormon, jak se váže. Proces navázání, namísto pouhého stimulování, spustí řetězovou reakci, která vede k uvolnění sekundárních poslů. Nakreslím to. Máme tyto sekundární posly, jež byly uvolněny, a ty jsou ve skutečnosti to, co spouští vyžadovaný efekt. Může to být uvolnění inzulínu, nebo přijetí glukózy dovnitř buňky, nebo některá z mnoha dalších věcí, které se odehrávají v našich orgánech a jsou řízeny hormony. Abychom si ukázali, jak to v buňce probíhá, nakreslíme si znovu nějaký obrázek. Pochopte prosím, že tyto nákresy nejsou ve skutečném měřítku. Ale takto nám nejlépe poslouží k vysvětlení procesu, protože vše se děje na atomární úrovni a atomy jsou opravdu malé. Nicméně, to, co máme na tomto obrázku, je receptor, nakreslil jsem ho růžově a je umístěn v buněčné membráně. Toto je fosfolipidová dvojvrstva buněčné membrány. Tady máme vnitřek této buňky a vnějšek. Pak také v buněčné membráně máme G protein, nakreslil jsem ho zeleně. Nazývá se protein G, protože se váže na molekuly, které obsahují nukleotid guanin. Což je stejné G jako u bází DNA, kterou možná už znáte trochu více. Momentálně je na G protein navázaná molekula zvaná guanosin difosfát. Uvidíme, jak se to změní. Dále máme v buněčné membráně enzym adenylátcyklázu,. Nezapomeňte, že enzymy urychlují reakce, takže budeme sledovat, jak adenylátcykláza urychluje danou rekaci. Co ovšem odstartuje tento proces, je hormon, který se naváže se na receptor. Vypadá to takto... Máme hormon navázaný na receptor. Jakmile se tento hormon naváže na receptor, změní se jeho tvar. Což mu umožní komunikovat s G proteinem zde. Vypadá to takto. A vidíme, že když G protein interaguje s receptorem a jeho hormonálním komplexem, způsobí výměnu GDP (guanosin difosfát) za GTP (guanosin trifofát). V podstatě to je výměna guaninu vázaného na dva fosfáty za guanin navázaným na tři fosfáty. Tento proces umožní G proteinu pohybovat se buněčnou membránu a komunikovat s adenylátcyklázou. Takto se aktivuje adenylátcykláza. Aktivovaná adenylátcykláza jakožto enzym usnadňuje konverzi ATP, což je všeobecně energie buňky, na cAMP. cAMP je zkratka pro cyklický adenosin monofosfát. Vzali jsme ATP, adenosintrifosfát, a vytvořili jsme cyklický adenosin monofosfát a také další dva fosfáty. Je to právě cAMP molekula, která aktivuje cílový protein uvnitř buňky. Nakonec se celý systém dostane do původního stavu, ale ne dříve, než se aktivuje určité množství adenylátcyklázy, což vyprodukuje mnoho cAMP. Říkáme tomu zesílení signálu. Zesílení signálu znamená, že jedna molekula hormonu navázaná na receptor může spustit řetězovou reakci, která vede k produkování mnoha cAMP. To znamená, že v konečném důsledku je potřeba méně hormonu k aktivaci proteinu a vyžadovanému efektu. Sekundární poslové jsou prostředky, kterými hormony působí na buňky. Ale abych byl upřímný, tento proces probíhá v různých buňkách rozdílně. Všechny mechanismy tvorby sekundárních poslů po navázání hormonu nejsou doposud známy. Také existuje mnoho sekundárních poslů jiných než cAMP. Všeobecně ale platí, že většina hormonů v našem těle po navázání na povrch buňky aktivuje sled reakcí, které odstartují vyžadovaný efekt uvnitř buňky. Je to velmi podobné poskytovateli telefonních služeb. Protože my jako lidé – nakreslím nás. Vzhledem k tomu, že někdy nejsme schopni přímo komunikovat s ostaními lidmi, z důvodu odloučení, pohodlí nebo z lenosti. Používáme telefonní služby, abychom náš hlas k nim dostali prostřednictvím telefonního hovoru. Prostřednictvím telefonního hovoru dopravíme svůj hlas k lidem, se kterými chceme komunikovat. Nebo také používáme textové zprávy. Textovou zprávou předáváme nějakou informaci, kterou chceme sdělit lidem, se kterými nemůžeme komunikovat přímo. To je velmi podobné tomu, jak sekundární poslové pomáhají hormonům, které nemohou komunikovat přímo s receptorem uvnitř buňky. Peptidové hormony a katecholaminy, oba nemohou projít buněčnou membránou, využijí ke komunikaci sekundárních poslů. Další způsob působení hormonů na buňky je jako primární posel. Některé hormony, jako jsou steroidy a hormony štítné žlázy, mohou projít skrz buněčnou membránu. Čímže se vyhneme všem těmto krokům systému, který jsme vytvořili dříve. Nakreslím to na jiné buněčné membráně. Hormon prochází buněčnou membránou a váže se na receptor, který je umístěn buď v cytoplazmě nebo v jádře. Představme si jádro s nějakou tou DNA uvnitř. A když se hormon naváže na receptor ať už v cytoplazmě nebo uvnitř jádra, vazební proces bude přímo ovlivňovat transkripci v jádře, nebo translaci proteinu aktivovaného hormonem v cytoplazmě. Tento proces má poměrně méně kroků než systém sekundárních poslů. Což opět pramení z toho, že se jedná o steroidní hormony a hormony štítné žlázy, které mají lipidovými základ, a proto jsou schopny projít skrz buněčnou membránu samy o sobě. A nepotřebují tak celou tuto mašinérii. Každopádně systém primárních a sekundárních poslů jsou dva hlavní způsoby, kterými hormony působí na cílové buňky.