CELULE ȚINTĂ: CARACTERISTICI ȘI EXEMPLU - BIOLOGIE - 2025

O celulă țintă sau celulă țintă este orice celulă în care un hormon își recunoaște receptorul. Cu alte cuvinte, o celulă țintă are receptori specifici în care hormonii se pot lega și își pot exercita efectul.

Putem folosi analogia unei conversații cu o altă persoană. Când vrem să comunicăm cu cineva, scopul nostru este să transmitem un mesaj în mod eficient. Același lucru poate fi extrapolat și la celule.

Sursa: Arturo González Laguna, de la Wikimedia Commons

Când un hormon circulă în fluxul sanguin, întâlnește mai multe celule în timpul călătoriei sale. Cu toate acestea, numai celulele țintă pot „auzi” mesajul și îl pot interpreta. Datorită receptorilor săi specifici, celula țintă poate răspunde la mesaj

Definiția celulelor țintă

În ramura endocrinologiei, o celulă țintă este definită ca orice tip de celule care are receptori specifici pentru a recunoaște și interpreta mesajul hormonilor.

Hormonii sunt mesaje chimice care sunt sintetizate de glande, sunt eliberate în fluxul sanguin și produc un răspuns specific. Hormonii sunt molecule extrem de importante, deoarece joacă un rol crucial în reglarea reacțiilor metabolice.

În funcție de natura hormonului, modul de a transmite mesajul este diferit. Cele de natură proteică nu sunt capabile să pătrundă în celulă, de aceea se leagă de receptori specifici de pe membrana celulei țintă.

În schimb, hormonii de tip lipid pot traversa membrana și își pot exercita acțiunea în interiorul celulei, asupra materialului genetic.

Caracteristicile interacțiunii

Molecula care acționează ca un mesager chimic se atașează de receptorul său în același mod pe care o enzimă îl face cu substratul său, urmând modelul cheii și al blocării.

Molecula semnal seamănă cu un ligand prin faptul că se leagă de o altă moleculă, care este în general mai mare.

În cele mai multe cazuri, legarea ligandului determină o modificare conformațională a proteinei receptorului care activează direct receptorul. La rândul său, această schimbare permite interacțiunea cu alte molecule. În alte scenarii, răspunsul este imediat.

Majoritatea receptorilor semnalului sunt localizate la nivelul membranei plasmatice a celulei țintă, deși există și altele care se găsesc în interiorul celulelor.

Semnalizare celulară

Celulele țintă sunt un element cheie în procesele de semnalizare a celulelor, deoarece sunt responsabile de detectarea moleculei de mesagerie. Acest proces a fost elucidat de Earl Sutherland, iar cercetările sale au primit premiul Nobel în 1971.

Acest grup de cercetători a reușit să identifice cele trei etape implicate în comunicarea celulară: recepție, transducție și răspuns.

Recepţie

În prima etapă are loc detectarea celulei țintă a moleculei semnal, care provine din afara celulei. Astfel, semnalul chimic este detectat atunci când se leagă mesagerul chimic la proteina receptorului, fie pe suprafața celulei, fie în interiorul acesteia.

Transducerea

Legarea mesagerului și a proteinei receptor modifică configurația acesteia din urmă, începând procesul de transducție. În această etapă, semnalul este transformat într-o formă capabilă să provoace un răspuns.

Poate conține o singură etapă sau poate cuprinde o secvență de reacții numită calea de transducție a semnalului. În mod similar, moleculele care sunt implicate în calea sunt cunoscute sub numele de molecule de transmitere.

Răspuns

Ultima etapă a semnalizării celulare constă în originea răspunsului, datorită semnalului transduct. Răspunsul poate fi de orice fel, inclusiv cataliză enzimatică, organizarea citoscheletului sau activarea anumitor gene.

Factorii care afectează răspunsul celulelor

Există mai mulți factori care afectează răspunsul celulelor la prezența hormonului. Logic, unul dintre aspecte este legat de hormonul în sine.

Secreția hormonului, cantitatea în care este secretat și cât de aproape de celula țintă sunt factori care modulează răspunsul.

Mai mult, numărul, nivelul de saturație și activitatea receptorilor afectează de asemenea răspunsul.

Exemplu

În general, molecula semnal își exercită acțiunea legându-se de o proteină receptor și inducând-o să-și schimbe forma. Pentru a exemplifica rolul celulelor țintă, vom folosi exemplul de cercetare realizat de Sutherland și colegii săi de la Universitatea Vanderbilt.

Defalcarea epinefrinei și a glicogenului

Acești cercetători au căutat să înțeleagă mecanismul prin care hormonul animal epinefrină promovează descompunerea glicogenului (un polizaharid a cărui funcție este depozitarea) în celulele hepatice și celulele țesuturilor musculare scheletice.

În acest context, descompunerea glicogenului eliberează glucoza 1-fosfat, care este apoi transformată de celulă într-un alt metabolit, glucoza 6-fosfat. Ulterior, o anumită celulă (să zicem, una din ficat) este capabilă să utilizeze compusul, care este un intermediar în calea glicolitică.

În plus, fosfatul poate fi îndepărtat din compus, iar glucoza își poate îndeplini rolul de combustibil celular. Unul dintre efectele epinefrinei este mobilizarea rezervelor de combustibil, atunci când este secretată de glanda suprarenală în timpul eforturilor fizice sau psihice ale organismului.

Epinefrina reușește să activeze descompunerea glicogenului, deoarece activează în celula țintă o enzimă care se găsește în compartimentul citosolic: glicogen fosforilaza.

Mecanism de acțiune

Experimentele lui Sutherland au ajuns la două concluzii foarte importante despre procesul menționat mai sus. În primul rând, epinefrina nu interacționează doar cu enzima responsabilă de degradare, există și alte mecanisme sau etape intermediare în interiorul celulei.

În al doilea rând, membrana plasmatică joacă un rol în transmisia semnalului. Astfel, procesul se desfășoară în cele trei etape de semnalizare: recepție, transducție și răspuns.

Legarea epinefrinei la o proteină receptoră pe membrana plasmatică a celulei ficatului duce la activarea enzimei.

Referințe

1. Alberts, B., & Bray, D. (2006). Introducere în biologia celulară. Editura Medicală Panamericană.
2. Campbell, NA (2001). Biologie: concepte și relații. Pearson Education.
3. Parham, P. (2006). Imunologie. Editura Medicală Panamericană.
4. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Viața: Știința Biologiei. Editura Medicală Panamericană.
5. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2002). Fundamentele biochimiei. John Wiley & Sons.