3.11 – Physiologie lang

3.11 – A receptorok és a másodlagos hírvivők – Rezeptoren und Second Messenger

1. A sejtek közötti jelátvitel csak akkor vezet célzott válaszhoz, ha a hírvivő anyagot egy megfelelő receptor felismeri, majd a kapott információt a sejt működésének nyelvére fordítja. – Die Signalübertragung zwischen Zellen führt nur dann zu einer gezielten Antwort, wenn ein geeigneter Rezeptor den Botenstoff erkennt und die empfangene Information in die Sprache der Zellfunktion übersetzt.

2. A receptor tehát nem egyszerű kötőhely, hanem olyan molekuláris kapcsoló, amely meghatározza, hogy egy adott sejt mely külső jelekre és milyen módon válaszolhat. – Ein Rezeptor ist somit keine einfache Bindungsstelle, sondern ein molekularer Schalter, der bestimmt, auf welche äußeren Signale eine bestimmte Zelle in welcher Weise antworten kann.

3. Mivel az egyes sejttípusok eltérő receptorokat hordoznak, ugyanaz a hírvivő az egyik szövetben erőteljes hatást válthat ki, míg egy másikban teljesen hatástalan marad. – Da die einzelnen Zelltypen unterschiedliche Rezeptoren tragen, kann derselbe Botenstoff in einem Gewebe eine starke Wirkung auslösen, während er in einem anderen völlig wirkungslos bleibt.

4. A receptorok elhelyezkedése elsősorban attól függ, hogy az általuk felismert hírvivő képes-e áthaladni a sejthártya zsírszerű belsején. – Die Lage der Rezeptoren hängt vor allem davon ab, ob der von ihnen erkannte Botenstoff das fettartige Innere der Zellmembran durchqueren kann.

5. A zsíroldékony jelzőmolekulák, amelyek akadálytalanul beléphetnek a sejtbe, többnyire a citoplazmában vagy a sejtmagban található receptorokhoz kötődnek. – Fettlösliche Signalmoleküle, die ungehindert in die Zelle eintreten können, binden überwiegend an Rezeptoren im Zytoplasma oder im Zellkern.

6. Az így létrejövő receptor-hírvivő komplex gyakran közvetlenül befolyásolja bizonyos gének működését, ezért a válasz lassan fejlődik ki, ugyanakkor hosszú ideig fennmaradhat. – Der dabei entstehende Rezeptor-Botenstoff-Komplex beeinflusst häufig unmittelbar die Tätigkeit bestimmter Gene, weshalb sich die Antwort langsam entwickelt, jedoch lange anhalten kann.

7. Ezen az úton hatnak többek között a szteroid hormonok és a pajzsmirigyhormonok, amelyek a fehérjetermelés megváltoztatásával tartósan áthangolhatják a sejt anyagcseréjét. – Auf diesem Weg wirken unter anderem Steroid- und Schilddrüsenhormone, die den Zellstoffwechsel durch eine Veränderung der Proteinbildung langfristig umstellen können.

8. A vízoldékony hírvivők ezzel szemben nem jutnak át a lipid kettős rétegen, ezért információjukat a sejtfelszínbe épült receptorok közvetítik a sejt belseje felé. – Wasserlösliche Botenstoffe können dagegen die Lipiddoppelschicht nicht durchqueren, weshalb ihre Information durch Rezeptoren der Zelloberfläche in das Zellinnere weitergegeben wird.

9. A membránreceptorok többféle szerkezeti és működési csoportot alkotnak, amelyek a jel átvitelének sebességében, közvetítő lépéseiben és időtartamában jelentősen különböznek egymástól. – Membranrezeptoren bilden verschiedene strukturelle und funktionelle Gruppen, die sich hinsichtlich Geschwindigkeit, vermittelnder Schritte und Dauer der Signalübertragung erheblich voneinander unterscheiden.

10. Az ioncsatornához kapcsolt receptorok esetében a hírvivő kötődése közvetlenül megváltoztatja egy pórus nyitott vagy zárt állapotát. – Bei ionenkanalgekoppelten Rezeptoren verändert die Bindung des Botenstoffs unmittelbar den offenen oder geschlossenen Zustand einer Pore.

11. Mivel az ionáramlás azonnal módosítja a membránfeszültséget, ezek a receptorok különösen gyors, néhány ezredmásodperc alatt kialakuló sejtválaszt tesznek lehetővé. – Da der Ionenstrom die Membranspannung sofort verändert, ermöglichen diese Rezeptoren eine besonders schnelle Zellantwort, die innerhalb weniger Millisekunden entsteht.

12. Ilyen közvetlen jelátvitel történik például a mozgató véglemezen, ahol az acetilkolin által megnyitott kationcsatornák megindítják az izomrost elektromos ingerlését. – Eine solche direkte Signalübertragung erfolgt beispielsweise an der motorischen Endplatte, wo durch Acetylcholin geöffnete Kationenkanäle die elektrische Erregung der Muskelfaser einleiten.

13. Más membránreceptorok nem maguk képeznek ioncsatornát, hanem köztes fehérjéket vagy enzimeket aktiválnak, amelyek a külső jelet sejten belüli folyamatokká alakítják át. – Andere Membranrezeptoren bilden nicht selbst einen Ionenkanal, sondern aktivieren zwischengeschaltete Proteine oder Enzyme, die das äußere Signal in intrazelluläre Vorgänge umwandeln.

14. A G-fehérjéhez kapcsolt receptorok jellegzetes fehérjelánca hétszer halad át a membránon, miközben külső kötőhelyet és belső kapcsolódási felszínt alakít ki. – Die charakteristische Proteinkette G-Protein-gekoppelter Rezeptoren durchquert die Membran siebenmal und bildet dabei eine äußere Bindungsstelle sowie eine innere Kopplungsfläche.

15. A hírvivő megkötése után megváltozó receptor egy G-fehérjét aktivál, amely ezután enzimeket, ioncsatornákat vagy további jelátviteli elemeket szabályozhat. – Nach der Bindung des Botenstoffs aktiviert der veränderte Rezeptor ein G-Protein, das anschließend Enzyme, Ionenkanäle oder weitere Elemente der Signalübertragung regulieren kann.

16. E receptorcsalád rendkívüli változatossága teszi lehetővé, hogy hormonok, neurotranszmitterek, szaganyagok, sőt fényingerek is hasonló szerkezeti alapelv szerint legyenek felismerhetők. – Die außerordentliche Vielfalt dieser Rezeptorfamilie ermöglicht es, Hormone, Neurotransmitter, Duftstoffe und sogar Lichtreize nach einem ähnlichen strukturellen Grundprinzip zu erkennen.

17. Az enzimhez kapcsolt receptorok működése más alapelvet követ, mivel sejten belüli részük saját enzimaktivitással rendelkezik, vagy egy különálló enzimet kapcsol be. – Enzymgekoppelte Rezeptoren folgen einem anderen Grundprinzip, da ihr intrazellulärer Abschnitt eine eigene Enzymaktivität besitzt oder ein gesondertes Enzym einschaltet.

18. Aktiválásuk gyakran célfehérjék foszforilációjához vezet, amely során foszfátcsoportok hozzáadása változtatja meg a fehérjék működését, helyzetét vagy kölcsönhatásait. – Ihre Aktivierung führt häufig zur Phosphorylierung von Zielproteinen, wobei die Anlagerung von Phosphatgruppen deren Tätigkeit, Lage oder Wechselwirkungen verändert.

19. Az inzulinreceptor például olyan enzimatikus jelátviteli láncot indít el, amely végül elősegíti a glükózszállító fehérjék sejthártyába kerülését. – Der Insulinrezeptor löst beispielsweise eine enzymatische Signalkette aus, die schließlich den Einbau von Glukosetransportern in die Zellmembran fördert.

20. A receptor típusa ezért nemcsak a jel felismerésének módját, hanem a kialakuló válasz gyorsaságát, tartósságát és sejten belüli célpontjait is meghatározza. – Der Rezeptortyp bestimmt daher nicht nur die Art der Signalerkennung, sondern auch Geschwindigkeit, Dauer und intrazelluläre Zielorte der entstehenden Antwort.

21. Amikor a hírvivő nem léphet be a sejtbe, a membrán két oldala közötti információátadáshoz közvetítő anyagokra, az úgynevezett másodlagos hírvivőkre van szükség. – Kann der Botenstoff nicht in die Zelle eintreten, werden zur Informationsübertragung zwischen den beiden Membranseiten vermittelnde Stoffe, die sogenannten Second Messenger, benötigt.

22. Ebben az összefüggésben a sejten kívül érkező jelzőmolekula az elsődleges hírvivő, míg a hatására sejten belül keletkező vagy felszabaduló anyag másodlagos hírvivő. – In diesem Zusammenhang ist das außerhalb der Zelle eintreffende Signalmolekül der erste Bote, während der dadurch intrazellulär gebildete oder freigesetzte Stoff als Second Messenger bezeichnet wird.

23. A másodlagos hírvivők nem csupán továbbítják az információt, hanem eloszthatják azt több célpontra, összekapcsolhatják különböző jelutakkal, és jelentősen fel is erősíthetik. – Second Messenger leiten die Information nicht nur weiter, sondern können sie auf mehrere Zielorte verteilen, mit verschiedenen Signalwegen verknüpfen und erheblich verstärken.

24. A legismertebb ilyen közvetítő a ciklikus adenozin-monofoszfát, vagyis a cAMP, amely számos hormon és neurotranszmitter sejten belüli hatását kapcsolja be. – Der bekannteste dieser Vermittler ist das zyklische Adenosinmonophosphat, also cAMP, das die intrazelluläre Wirkung zahlreicher Hormone und Neurotransmitter einschaltet.

25. Képződésekor az aktivált G-fehérje serkenti az adenilát-cikláz enzimet, amely ATP-ből nagyszámú cAMP-molekulát állít elő. – Bei seiner Bildung stimuliert das aktivierte G-Protein das Enzym Adenylatcyclase, das aus ATP zahlreiche cAMP-Moleküle herstellt.

26. A cAMP ezután fehérjekinázokat aktivál, amelyek több különböző célfehérjét foszforilálva kiterjedt anyagcsere- vagy működésváltozást idézhetnek elő. – Das cAMP aktiviert anschließend Proteinkinasen, die durch die Phosphorylierung verschiedener Zielproteine weitreichende Veränderungen des Stoffwechsels oder der Zellfunktion hervorrufen können.

27. A jel időbeli korlátozásáról foszfodiészterázok gondoskodnak, amelyek lebontják a cAMP-t, így a sejtválasz a külső inger megszűnése után ismét leállítható. – Für die zeitliche Begrenzung des Signals sorgen Phosphodiesterasen, die cAMP abbauen, sodass die Zellantwort nach dem Ende des äußeren Reizes wieder beendet werden kann.

28. Hasonló szerkezetű hírvivő a cGMP, amely többek között az erek simaizomzatának ellazításában és a látósejtek jelátvitelében játszik szerepet. – Ein ähnlich aufgebauter Botenstoff ist cGMP, das unter anderem an der Entspannung der Gefäßmuskulatur und an der Signalübertragung der Sehzellen beteiligt ist.

29. Különleges jelentőségű másodlagos hírvivő a kalciumion, amelynek citoplazmatikus koncentrációja nyugalomban alacsony, jel hatására azonban rövid időre jelentősen megemelkedhet. – Ein Second Messenger von besonderer Bedeutung ist das Kalziumion, dessen zytoplasmatische Konzentration in Ruhe niedrig ist, nach einem Signal jedoch kurzfristig deutlich ansteigen kann.

30. A szükséges kalcium részben a sejten kívüli térből áramlik be, részben pedig belső raktárakból, elsősorban az endoplazmatikus retikulumból szabadul fel. – Das benötigte Kalzium strömt teilweise aus dem Extrazellulärraum ein und wird teilweise aus intrazellulären Speichern, vor allem dem endoplasmatischen Retikulum, freigesetzt.

31. A felszabadult ionok közvetlenül is befolyásolhatnak csatornákat vagy összehúzódó fehérjéket, gyakran azonban először a kalmodulin nevű kötőfehérjéhez kapcsolódnak. – Die freigesetzten Ionen können Kanäle oder kontraktile Proteine direkt beeinflussen, binden jedoch häufig zunächst an das als Calmodulin bezeichnete Bindungsprotein.

32. A kalcium-kalmodulin komplex számos enzimet aktiválhat, ezért ugyanaz a koncentrációváltozás különböző sejttípusokban eltérő, az adott sejt felszereltségéhez igazodó választ hoz létre. – Der Kalzium-Calmodulin-Komplex kann zahlreiche Enzyme aktivieren, weshalb dieselbe Konzentrationsänderung in verschiedenen Zelltypen unterschiedliche, an deren Ausstattung angepasste Antworten erzeugt.

33. Az inozitol-foszfát jelút során a foszfolipáz C egy membránalkotót két jelzőmolekulára, inozitol-triszfoszfátra és diacilglicerinre bont. – Beim Inositolphosphat-Signalweg spaltet die Phospholipase C einen Membranbestandteil in zwei Signalmoleküle, Inositoltrisphosphat und Diacylglycerin.

34. Míg az inozitol-triszfoszfát a citoplazmába jutva kalciumot szabadít fel a belső raktárakból, a membránban maradó diacilglicerin a proteinkináz C működését serkenti. – Während Inositoltrisphosphat im Zytoplasma Kalzium aus intrazellulären Speichern freisetzt, stimuliert das in der Membran verbleibende Diacylglycerin die Proteinkinase C.

35. Mivel egy sejtben több jelátviteli út egyidejűleg is aktív lehet, a végső válasz rendszerint nem egyetlen jel, hanem számos serkentő és gátló hatás eredője. – Da in einer Zelle mehrere Signalwege gleichzeitig aktiv sein können, ist die endgültige Antwort gewöhnlich nicht das Ergebnis eines einzelnen Signals, sondern zahlreicher fördernder und hemmender Einflüsse.

36. Ez a párhuzamos feldolgozás lehetővé teszi, hogy a sejt a környezetéből érkező, részben ellentmondó információkat összevesse, és pillanatnyi állapotának megfelelően reagáljon. – Diese parallele Verarbeitung ermöglicht es der Zelle, teilweise widersprüchliche Informationen aus ihrer Umgebung zu vergleichen und entsprechend ihrem augenblicklichen Zustand zu reagieren.

37. A receptor után következő molekuláris lépések egymásra épülő sorozatát jelátviteli kaszkádnak nevezzük, amelyben minden aktivált elem a következő szint több tagjára hathat. – Die auf den Rezeptor folgenden, aufeinander aufbauenden molekularen Schritte werden als Signalkaskade bezeichnet, in der jedes aktivierte Element mehrere Mitglieder der nächsten Ebene beeinflussen kann.

38. Mivel egyetlen receptor több G-fehérjét, egy enzim pedig sok szubsztrátmolekulát aktiválhat, a jel résztvevőinek száma lépésről lépésre megsokszorozódik. – Da ein einzelner Rezeptor mehrere G-Proteine und ein Enzym zahlreiche Substratmoleküle aktivieren kann, vervielfacht sich die Zahl der Signalteilnehmer von Schritt zu Schritt.

39. Több erősítő szakasz után már egyetlen megkötött hírvivő is több ezer célmolekula állapotát változtathatja meg, ami rendkívül érzékeny szabályozást tesz lehetővé. – Nach mehreren Verstärkungsstufen kann bereits ein einziges gebundenes Botenstoffmolekül den Zustand Tausender Zielmoleküle verändern, wodurch eine außerordentlich empfindliche Regulation möglich wird.

40. Ennek köszönhető, hogy egyes hormonok már nagyon alacsony vérkoncentráció mellett is jól mérhető élettani hatást fejtenek ki. – Dadurch können manche Hormone bereits bei sehr niedrigen Blutkonzentrationen eine deutlich messbare physiologische Wirkung entfalten.

41. A többlépcsős felépítés ugyanakkor szabályozási lehetőségeket is teremt, hiszen a jelút szinte minden pontján serkentő vagy gátló beavatkozás történhet. – Der mehrstufige Aufbau schafft zugleich zahlreiche Regulationsmöglichkeiten, da an nahezu jedem Punkt des Signalwegs fördernd oder hemmend eingegriffen werden kann.

42. Foszfatázok távolíthatják el a kinázok által felvitt foszfátcsoportokat, lebontóenzimek csökkenthetik a másodlagos hírvivők mennyiségét, gátló fehérjék pedig megszakíthatják a továbbítást. – Phosphatasen können die von Kinasen angefügten Phosphatgruppen entfernen, Abbauenzyme die Menge der Second Messenger vermindern und hemmende Proteine die Weiterleitung unterbrechen.

43. Gyakran a kialakult sejtválasz vagy annak egyik végterméke fékezi a jelút korábbi szakaszait, létrehozva a negatív visszacsatolás szabályozó körét. – Häufig hemmt die entstandene Zellantwort oder eines ihrer Endprodukte frühere Abschnitte des Signalwegs und bildet dadurch einen Regelkreis negativer Rückkopplung.

44. A jelátvitel erőssége azonban nemcsak az aktuális hírvivő-koncentrációtól, hanem a receptorok számától, állapotától és a sejten belüli közvetítőrendszerek hozzáférhetőségétől is függ. – Die Stärke der Signalübertragung hängt jedoch nicht nur von der aktuellen Botenstoffkonzentration, sondern auch von Zahl und Zustand der Rezeptoren sowie von der Verfügbarkeit intrazellulärer Vermittlungssysteme ab.

45. Tartósan magas hírvivő-koncentráció esetén a sejt csökkentheti érzékenységét, például receptorainak módosításával vagy a felszíni receptorok sejtbelsőbe történő visszavonásával. – Bei dauerhaft hoher Botenstoffkonzentration kann die Zelle ihre Empfindlichkeit vermindern, beispielsweise durch Veränderung ihrer Rezeptoren oder durch Rückzug von Oberflächenrezeptoren in das Zellinnere.

46. Ezt az alkalmazkodást deszenzitizációnak nevezik, amely megakadályozza, hogy egy állandóan jelen lévő jel folyamatosan maximális sejtválaszt tartson fenn. – Diese Anpassung wird als Desensibilisierung bezeichnet und verhindert, dass ein ständig vorhandenes Signal dauerhaft eine maximale Zellantwort aufrechterhält.

47. Hosszabb ideig fennálló jelhiány esetén ezzel ellentétes változás következhet be, amelynek során több receptor képződik vagy kerül a membránba. – Bei länger anhaltendem Signalmangel kann die entgegengesetzte Veränderung eintreten, bei der mehr Rezeptoren gebildet oder in die Membran eingebaut werden.

48. Az így kialakuló fokozott érzékenység miatt a hírvivő újbóli megjelenése a korábbinál erősebb, esetenként szokatlanul nagy választ válthat ki. – Aufgrund der dadurch entstehenden erhöhten Empfindlichkeit kann das erneute Auftreten des Botenstoffs eine stärkere, mitunter ungewöhnlich große Antwort auslösen.

49. A receptorok számának, kapcsolódási képességének és a jelátviteli lánc erősségének folyamatos módosítása teszi lehetővé, hogy a sejt változó környezetben is megőrizze megfelelő válaszkészségét. – Die fortlaufende Veränderung der Rezeptorzahl, ihrer Kopplungsfähigkeit und der Stärke der Signalkette ermöglicht es der Zelle, auch in einer wechselnden Umgebung eine angemessene Reaktionsbereitschaft zu bewahren.

50. A teljes folyamat egységes működési láncot alkot: a receptor felismeri a hírvivőt, a másodlagos hírvivők továbbítják és felerősítik a jelet, majd szabályozó mechanizmusok korlátozzák a választ és hozzáigazítják a sejt érzékenységét. – Der gesamte Vorgang bildet eine einheitliche Funktionskette: Der Rezeptor erkennt den Botenstoff, Second Messenger leiten das Signal weiter und verstärken es, anschließend begrenzen Regulationsmechanismen die Antwort und passen die Empfindlichkeit der Zelle an.