- Definició de cèl·lules diana
- Característiques de la interacció
- senyalització cel·lular
- recepció
- transducció
- Resposta
- Factors que afecten la resposta de les cèl·lules
- exemple
- La epinefrina i la degradació de l'glicogen
- Mecanisme d'acció
- referències
Una cèl·lula diana o cèl·lula blanc (de l'anglès target cell) és qualsevol cèl·lula en la qual una hormona reconeix al seu receptor. En altres paraules, una cèl·lula blanc posseeix receptors específics on les hormones poden unir-se i exercir el seu efecte.
Podem fer servir l'analogia d'una conversa amb una altra persona. Quan volem comunicar-nos amb algú, el nostre objectiu és lliurar un missatge de manera efectiva. El mateix pot extrapolar-se a les cèl·lules.
Font: Arturo González Llacuna, from Wikimedia Commons
Quan una hormona es troba circulant en el torrent sanguini troben diverses cèl·lules durant el seu recorregut. No obstant això, només les cèl·lules diana poden "escoltar" el missatge i interpretar-lo. Gràcies al fet que posseeix receptors específics, la cèl·lula diana pot respondre a l'missatge
Definició de cèl·lules diana
En la branca de l'endocrinologia, una cèl·lula diana es defineix com qualsevol tipus cel·lular que posseeix receptors específics per reconèixer i interpretar el missatge de les hormones.
Les hormones són missatges químics que es sintetitzen per les glàndules, són alliberades a l'torrent sanguini i produeixen alguna resposta específica. Les hormones són molècules extremadament importants, ja que juguen un paper crucial en la regulació de les reaccions metabòliques.
Depenent de la naturalesa de l'hormona, la manera de lliurar el missatge és diferent. Les de naturalesa proteica no són capaços de penetrar la cèl·lula, de manera que s'uneixen a receptors específics de la membrana de la cèl·lula diana.
En contrast, les hormones de l'tipus lipídic si poden travessar la membrana i exerceixen la seva acció a l'interior de la cèl·lula, sobre el material genètic.
Característiques de la interacció
La molècula que està actuant com a missatger químic s'acobla al seu receptor de la mateixa manera que ho fa un enzim al seu substrat, seguint el model de la clau i el pany.
La molècula senyal s'assembla a un lligant, ja que s'uneix a una altra molècula, que generalment és més gran.
En la majoria dels casos, la unió de l'lligant ocasiona en la proteïna receptora algun canvi conformacional que activa de manera directa a l'receptor. Al seu torn, aquest canvi permet la interacció amb altres molècules. En altres escenaris, la resposta és immediata.
La majoria dels receptors de senyals estan situats a nivell de la membrana plasmàtica de la cèl·lula diana, encara que existeixen altres que es troben a l'interior de les cèl·lules.
senyalització cel·lular
Les cèl·lules diana són un element clau en els processos de la senyalització cel·lular, ja que són les encarregades de detectar la molècula missatgera. Aquest procés va ser dilucidat per Earl Sutherland, i la seva investigació va ser guardonada amb el premi Nobel l'any 1971.
Aquest grup d'investigadors va aconseguir puntualitzar les tres etapes implicades en la comunicació cel·lular: recepció, transducció i resposta.
recepció
Durant la primera etapa ocorre la detecció de la cèl·lula diana de la molècula senyal, que prové de l'exterior de la cèl·lula. Així, el senyal química es detecta quan ocorre la unió de l'missatger químic a la proteïna receptora, ja sigui en la superfície de la cèl·lula o bé, a l'interior de la mateixa.
transducció
La unió de l'missatger i la proteïna receptora altera la configuració d'aquesta última, iniciant el procés de transducció. En aquesta etapa, ocorre la conversió del senyal en una forma que és capaç d'ocasionar una resposta.
Pot contenir un sol pas, o englobar una seqüència de reaccions anomenada via de transducció de senyals. De la mateixa manera, les molècules que estan implicades en la via es coneixen com a molècules transmissores.
Resposta
L'última etapa de la senyalització cel·lular consisteix en l'origen de la resposta, gràcies el senyal transducida. La resposta pot ser de qualsevol tipus, incloent catàlisi enzimàtica, organització de l'citoesquelet, o activació de certs gens.
Factors que afecten la resposta de les cèl·lules
Hi ha diversos factors que afecta la resposta de les cèl·lules abans la presència de l'hormona. Lògicament, un dels aspectes es relaciona amb l'hormona per se.
La secreció de l'hormona, la quantitat en què aquesta sigui secretada i què tan propera està de la cèl·lula diana, són factors que modulen la resposta.
A més, el nombre, el nivell de saturació i l'activitat dels receptors afecten també la resposta.
exemple
De manera general, la molècula senyal exerceix la seva acció mitjançant la unió a una proteïna receptora i la indueix a un canvi de forma. Per exemplificar el paper de les cèl·lules dianes, farem servir l'exemple de la investigació de Sutherland i els seus col·legues a la Universitat de Vanderbilt.
La epinefrina i la degradació de l'glicogen
Aquests investigadors buscaven comprendre el mecanisme pel qual l'hormona animal epinefrina promou la degradació de l'glucogen (un polisacàrid que té com a funció l'emmagatzematge) dins de les cèl·lules de fetge i de les cèl·lules dels teixits musculars esquelètics.
En aquest context, la degradació de l'glicogen allibera glucosa 1-fosfat, que després la cèl·lula converteix en un altre metabòlit, la glucosa 6-fosfat. Posteriorment, alguna cèl·lula (suposem, un fetge) és capaç d'utilitzar el compost, que és un intermediari en la via glucolítica.
A més, es pot eliminar el fosfat de l'compost, i la glucosa pot complir la seva funció de combustible cel·lular. Un dels efectes de l'epinefrina és la mobilització de les reserves de combustible, quan es secreta des de la glàndula suprarenal durant esforços de el cos, ja siguin físics o mentals.
L'epinefrina aconsegueix activar la degradació de l'glucogen, ja que activa en la cèl·lula diana a un enzim trobada en el compartiment citosòlic: la glucogen fosforilasa.
Mecanisme d'acció
Els experiments de Sutherland van aconseguir arribar a dues conclusions molt importants sobre el procés esmentat a dalt. Primer, l'epinefrina no interactua només amb l'enzim responsable de la degradació, hi ha altres mecanismes o passos intermediaris implicats dins de la cèl·lula.
Segon, la membrana plasmàtica juga un paper en la transmissió del senyal. Així, el procés es porta a terme en els tres passos de la senyalització: recepció, transducció i resposta.
La unió de l'epinefrina a una proteïna receptora a la membrana plasmàtica de la cèl·lula hepàtica porta a l'activació de l'enzim.
referències
- Alberts, B., & Bray, D. (2006). Introducció a la biologia cel·lular. Ed. Mèdica Panamericana.
- Campbell, NA (2001). Biologia: Conceptes i relacions. Pearson Educació.
- Parham, P. (2006). Immunologia. Ed. Mèdica Panamericana.
- Sadava, D., & Purves, WH (2009). Vida: La ciència de la biologia. Ed. Mèdica Panamericana.
- Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2002). Fundamentals of Biochemistry. John Wiley & Sons.