Másodlagot hírvivők, neuromuscularis junctio

másodlagos hírvivők funkciója:

a ligand által kiváltott jelet továbbítják a sejt megfelelő részéhez kiváltva ezzel a sejtválaszt

több receptor használhatja-e ugyanazt a másodlagos messenger rendszert

igen

legfontosabb másodlagos messenger rendszerek

adenilát-cikláz rendszer

guanilát-cikláz

foszfolipid rendszer

kalcium-calmodulin rendszer

adenilát-cikláz rendszer

ATP- cAMP átalakulást katalizálja

guanilát-cikláz

GTP-cGMP átalakulást katalizálja

foszfolipid rendszer

a foszfoinozitol átalakulását eredményezik inozitol foszfáttá és diacil-glicerollá

kalcium-calmodulin rendszer

Mi történik a cAMP-jelpálya elején?

G-proteinhez kötött receptor inaktív állapotban van → ligandkötés után a G-protein egyik alegysége aktiválódik

Hogyan aktiválódik az adenil-cikláz a cAMP útvonalban?

A ligandkötés után a G-protein egyik alegysége a membránban lévő adenil-cikláz enzimhez kötődik és azt aktiválja

Hogyan keletkezik a cAMP

Az adenil-cikláz ATP-ből cAMP-t hoz létre.

Mi a cAMP szerepe a sejtben?

Másodlagos hírvivő → szabadon diffundál a citoplazmában → a protein kinázhoz (PK) kötődik → leválasztja a katalitikus alegységet

Mit csinál a PK katalitikus alegysége ?

Számos célfehérjét foszforilál (szerin/treonin kináz)

Mi a cAMP-jelpálya végeredménye?

sejtválasz

adenilát-cikláz (cAMP) rendszer szerepe élettani folyamatokban pl.:

1. thrombocyta-aktiválódás leállítása

2. májban a cAMP-kaszkád aktiválja a glikogén-foszforilázt → glikogénlebontás → glükózfelszabadulás

3 transzkripciós faktorok aktivitását is befolyásolja, így hat egyes gének expressziójára

Mi a thrombocyta-aktiválás korlátozásának legfontosabb tényezője?

Az ép endothelsejt

Hogyan gátolja az endothel a thrombocyta-aktivációt prosztaciklinen keresztül?

Az endothelsejtekben szintetizált prosztaciklin (PGI₂) receptorán keresztül növeli a cAMP szintet

endothel eredetű NO

nitrogén-monoxid, az érrendszer egészségének és működésének egyik legfontosabb szabályozó molekulája

Hogyan gátolja az endothel a thrombocyta-aktivációt NO segítségével?

Az endothel-eredetű NO aktiválja az intracelluláris guanilát-ciklázt → nő a cGMP koncentráció

Mi a cAMP és a cGMP közös hatása thrombocytákban?

okozzák a Ca²⁺ eltávolítását a sejtplazmából

Hogyan akadályozza a Ca²⁺-szint csökkenése a thrombocyta-aktivációt?

Az aktiváló tényezők nem képesek az aktiváláshoz szükséges szintre emelni az intracelluláris Ca²⁺ koncentrációt

Guanilát-cikláz rendszer által aktivált cGMP szerepe

érfal simaizom relaxációban, a látás molekuláris mechanizmusában, valamint a thrombocyta aktiválódás korlátozásában

vasodilatatio

érfal tágulás

vasodilatatio folyamata

1. az endothel sejtekben valamilyen szignál hatására megnő a Ca2+szintje

2. ez váltja ki az NO szintézisét

3. NO bejut a simaizomsejtbe, ahol aktiválja a guanilát ciklázt

4. megemelkedik a cGMPszintje, ami aktivál egy enzimet

5. az enzim csökkenti a Ca2+szintjét

6. létrejön a vasodilatatio

Hogyan indul a foszfolipid (IP₃/DAG) jelátviteli útvonal?

A ligand kötődése aktiválja a G-proteint → a G-protein egyik alegysége aktiválja a foszfolipázt

Mi keletkezik a foszfolipáz aktivációja után?

Inozitol-trifoszfát (IP₃) és diacil-glicerol (DAG)

Mi az IP₃ hatása a sejtben?

Az IP₃ hatására a sejtben lévő Ca²⁺ a plazmába áramlik → a célfehérjék aktiválódnak

Mi a DAG hatása?

DAG hatására Ca²⁺-függő enzim aktiválódik

milyen jelátviteli utak kapcsolódnak a Ca2+ enzimhez:

sejtek növekedését és differenciálódását szabályozó utak

foszfolipid rendszer folyamata - pl. oxitocin hormon hatása a méhizomban

1. ligand (oxitocin) kapcsolódása aktiválja a G-proteint az oxitocin stimulálja a foszfolipáz C-t

2. IP3 és DAG keletkezik

3. IP3 hatására a sejtben lévő Ca2+ a plazmába áramlik, a célfehérjék aktiválódnak

4. DAG hatására Ca2+ függő enzim aktiválódik, amely számos célfehérje hat, azokat foszforilálja

5. sejtválasz: méhizomsejt-kontrakció

calmodulin

intracelluláris Ca2+ receptor, kalciumfüggő szabályozófehérje

miknek a regulátora a calmodulin:

számos enzim, így pl. kinázok, ionpumpa-ATP-ázok

hogyan lesz a kalcium másodlagos hírvivő:

Bizonyos esetekben a biológiai választ/sejtválaszt a plazmában megnövekedett Ca2+ szint váltja ki

leggyakrabban milyen útvonalon aktiválódik a Ca²⁺-szint emelkedése:

foszfolipáz rendszerű útvonalon

calmodulin-rendszer folyamata:

Ligand kötődik a receptorhoz → aktiválódik a foszfolipáz C (PLC).

Mit csinál a foszfolipáz C?

A membrán PIP₂ molekuláját kettévágja → IP₃ és DAG keletkezik

Hogyan növekszik az intracelluláris Ca²⁺-szint?

Hogyan növekszik az intracelluláris Ca²⁺-szint?

Mi történik a felszabadult Ca²⁺-ionnal?

Ca²⁺ a calmodulinhoz kötődik → Ca²⁺-calmodulin komplex alakul ki

Mi a Ca²⁺-calmodulin komplex hatása?

Különböző enzimeket aktivál → létrejön a sejtválasz

neuromuscularis junctio

synaptikus kapcsolat egy motoros neuron és a harántcsíkolt izom között

neuromuscularis junctio neurotranszmittere

acetil-kolin

neuromuscularis junctio folyamata:

1. ingerület hatására szinaptikus résbe kerül az acetil-kolin

2. kötődik a muszkuláris lokalizációjú nikotinos acetil-kolin receptorhoz a

3. receptor kinyílik → döntően Na+-okat enged át a harántcsíkolt izomsejt belsejébe

4. depolarizálódik az izomsejt

5. akciós potenciál alakul ki - sarcolemman tovaterjed

6. T-tubulusok az izomsejt belsejébe vezetik így az ingerületet

kontrakciós fehérjék

aktin, miozin

regulátor fehérjék

tropomiozin, troponin-komplex

myofibrillumok

izomrostok citoplazmájában található, finom, párhuzamosan futó, összehúzódásra képes fonálrendszerek

miozin fej részei:

aktin kötőhely, ATPáz enzimaktivitási hely

miozin farok

két nehéz lánc összetekeredik egymással -> alfa-hélix szerkezet

miozin filamentum

több száz miozin molekula összekapcsolódva hozza létre

G -aktin

globuláris aktin

F-aktin

helikális aktin

F-aktin kialakulásának folyamata

G-aktin "gyöngysorrá" polimerizálódik -> 2 "gyöngysor" összecsavarodva alakítja ki a F-aktint

tropomiozin

aktint stabilizáló fehérje az izommban, a F-aktin csavarodásának árkában húzódik

mihez kapcsolódik a troponin-komplex:

tropomiozinhoz

troponin-komplex

troponinC=TnC, troponinI=TnI, troponinT=TnT alkotja

TnC

nagy vonzóerővel=affinitással köti a Ca2+-t

TnI

gátolja az aktomiozin kapcsolat kialakulását

TnT

a troponin-tropomiozin kapcsolatot biztosítja

aktin filamentumot kialakítja

aktin, a tropomiozin és a troponin-komplex együttese

sarcomer felépítése

Z-lemez, vastag filamentumok, vékony filamentumok, A-csík, I-csík, H-zóna, M-vonal

A-csík

középső szakasz, miozin filamentumok építik fel

vastag filamentumok

miozin

vékony filamentumok

aktin, tropomiozin, troponin-komplex

M-vonal

A szarkomer közepén futó sáv, ami a miozin filamentumokat rögzíti

H-zóna = H-sáv

A-csíkon belüli középső rész, ahol relaxációkor csak miozin található, aktin nem

I-csík

izotrop, világosabb, csak aktin filamentumokat tartalmaz

csúszófilamentum-modell/mechanizmus

harántcsíkolt izom kontrakció során a sarcomerek vékony filamentumai a vastag filamentumok közé csúsznak be

Hogyan indul el a Ca²⁺-felszabadulás a harántcsíkolt izomban?

1. Az akciós potenciál a T-tubuluson keresztül az izomsejt belsejébe jut

2. DHPR konformációváltozása

3. Kinyitja a terminális ciszternák rianodin-szenzitív Ca²⁺-csatornáit

4. Ca²⁺ a szarkoplazmába jut → kialakul a Ca²⁺-jel (a kontrakció feltétele)

DHPR

dihidropteridin-reduktáz enzim

Hogyan teszi lehetővé a Ca²⁺ a miozin kötődését?

1. A Ca²⁺ a aktinfilamentumokhoz jut

2. A troponin C megköti

3. A troponin C konformációváltozáson megy át

4. Megváltozik a tropomiozinnal való kölcsönhatása

Mi történik a tropomiozinnal Ca²⁺-kötés után?

1. A tropomiozin elmozdul az aktin csavarodásának árkában

2. Az aktin miozinkötő helyei szabaddá válnak

Hogyan jön létre az aktomiozin kereszthíd?

1. A miozin fejek kötődnek az aktinhoz

2. Kialakul az aktomiozin kereszthíd

Mi történik a miozin fejjel a kötődés után?

1. A miozin fejről leválik a Pi és az ADP

2. A miozin fej billen

3. Az elmozduló miozin fejek magukkal húzzák az aktin filamentumot -> Ez a csúszófilamentum-mechanizmus

izomsejt relaxáció folyamata:

kontrakciót követően a Ca2+ visszavételre kerül a SR-ba, a miozin fejhez pedig újabb ATP kapcsolódik -> megszűnik az aktomiozin kereszthíd -> harántcsíkolt izomsejt relaxálódik

SR

szarkoplazmatikus retikulum, az izomsejt speckó sima felszínű endoplazmás retikuluma

SR fő feladata

Ca2+ raktározás