Menu Zamknij

Komórki i mediatory – ważniejsze, niż Ci się wydaje!


KOMÓRKI – BUDULEC ORGANÓW I NARZĄDÓW


Dlaczego warto zrozumieć komórki swojego ciała?
Twoje ciało składa się z trzydziestu bilionów komórek.
30 000 000 000 000 komórek.

To niesamowita liczba, prawda? Powiem Ci coś bardzo ważnego o Tobie, o nas wszystkich – ludziach. Wszystkie nasze ruchy, myśli, reakcje, wspomnienia, słowa i cała reszta tego, czym jesteśmy to właśnie… komórki! Jesteśmy wynikiem przemian i reakcji zachodzących wewnątrz komórek oraz ich sprawnej komunikacji między sobą. Układ nerwowy to nawet do stu miliardów komórek nerwowych, a każda z nich może mieć tysiąc połączeń z innymi komórkami. 

Co więcej, większość chorób i zaburzeń wynika właśnie z nieprawidłowości w tych obszarach. Ponadto, mechanizmy te są targetem większości znanych nam leków i używek. Dzięki temu artykułowi zrozumiesz skąd się biorą różne choroby i zaburzenia oraz jak działają leki, używki i – co najważniejsze – Twój własny organizm!

Zaczniemy od teorii i choć nie będzie łatwo, to obiecuję Ci, że wszystkie puzzle powoli zaczną się składać w jedną całość – jeśli tylko wytrwasz do sekcji z przykładami 🙂 


KOMUNIKACJA MIĘDZY KOMÓRKAMI


Większość komunikacji między- oraz wewnątrz-komórkowej odbywa się za pomocą związków chemicznych. Związki te nazywamy mediatorami lub transmiterami. Być może kojarzysz niektóre z nich, na przykład adrenalinę, dopaminę, testosteron lub hormon wzrostu. Jednak, jeśli „coś” zostaje wysłane, to musi istnieć także jakiś odbiornik, prawda? Takim odbiornikiem jest białko receptorowe, umieszczone we wnętrzu komórki lub w jej błonie.

Możesz wyobrazić sobie takie przekazywanie informacji poprzez następującą analogię:

ZAPAMIĘTAJ W PROSTY SPOSÓB

Człowiek wysyła list, a kurier dostarcza go do skrzynki.
Komórka wysyła mediator, a rozpuszczalnik dostarcza go do białka receptorowego.

W roli rozpuszczalnika możemy umieścić np. krew (transportującą hormony) lub cytozol (ciecz wypełniającą wnętrze komórek). Takie medium zawsze składa się w większości z wody, gdyż jest ona doskonałym rozpuszczalnikiem i organizmy żywe nie mogą bez niej istnieć.

Powiada się, że człowiek składa się w przynajmniej 60% z wody. Wiele osób to dziwi, ponieważ tej wody „nie widać” i na próżno szukać jakiegoś jej zbiornika w organizmie. Teraz już wiesz, że chodzi o skład między innymi krwi, cytoplazmy, czy płynu mózgowo-rdzeniowego. Dopiero analizując organizm na poziomie komórkowym możemy wszystko to dostrzec i zrozumieć, gdzie ta woda się znajduje.


SYGNAŁ CHEMICZNY


Choć wydaje się nam, że nasze umysły są niepodzielną całością, to jednak nasze mózgi także składają się z komórek. Większość z nich również używa mediatorów do komunikacji między sobą. Tylko w niektórych, najważniejszych dla przeżycia rejonach mózgu, komórki wymieniają między sobą sygnał elektryczny. W każdym pozostałym obszarze układu nerwowego sygnał elektryczny jest tymczasowo zamieniany na chemiczny, aby mógł pokonać synapsę – szczelinę między dwoma komórkami, w której następuje przekazywanie impulsu. Takie rozwiązanie, choć bywa wadliwe, zapewnia mózgowi plastyczność, a więc pozwala organizmom na uczenie się i różnorodne zachowanie.

Sygnał elektryczny nie jest wystarczający również w przypadku innych części organizmu. Przysadka mózgowa, „chcąc” pobudzić receptory komórkowe tarczycy, musi wyprodukować hormony i wysłać je do krwiobiegu. Sprawa wygląda podobnie we wnętrzu komórek – tam też sygnał jest przekazywany za pomocą różnych związków chemicznych. Tak już po prostu jest, natura znalazła dla nas rozwiązanie. Jak mawiał profesor Jerzy Vetulani, biologia ma sens jedynie w kontekście ewolucji. 

Wiesz już, jak ważne są mediatory i jaką rolę odgrywają w organizmie. Co dalej? Najpierw opowiem o nich więcej i przedstawię ich podział. Następnie zapoznam Cię z pojęciem ligandu i jego rodzajami, a jeszcze później poznasz rodzaje białek receptorowych i dowiesz się, co dzieje się dalej, we wnętrzu komórki docelowej, gdy ta odbierze sygnał. Na koniec zostawiłem przykłady mediatorów, leków i używek, abyś mógł/mogła zrozumieć wszystko „obrazkowo” i przyswoić zawartą tu wiedzę na dobre.


MEDIATORY


Mediatory to organiczne związki chemiczne, produkowane przez organizm w roli listu, pakietu danych, informacji, bodźca – pasuje tutaj wiele metafor. To właśnie one są tym sygnałem chemicznym, który ma dotrzeć z punktu A do punktu B. Mediatory dzielimy między innymi na:

Neuroprzekaźniki

Są to organiczne związki chemiczne produkowane przez komórki nerwowe. Pełnią rolę „wiadomości”, która ma pokonać szczelinę synaptyczną i dotrzeć do drugiej komórki (nerwowej lub mięśniowej). Występują zarówno w ośrodkowym, jak i obwodowym układzie nerwowym. 

Przykłady: glutaminian, GABA, serotonina, dopamina, adrenalina, glicyna, acetylocholina.

Hormony

Hormony to zazwyczaj większe, białkowe struktury. Produkowane są w komórkach gruczołów, takich jak np. przysadka mózgowa, trzustka i jądra. Trafiają do krwiobiegu i niosą „informację” o wiele dalej, niż neuroprzekaźniki. 

Przykłady: hormon wzrostu, insulina, prolaktyna, kortyzol, estrogeny, oksytocyna

Czynniki przetrwania, czynniki wzrostu, itd.

Istnieją białka, których oficjalnie nie zaliczamy do ani do hormonów ani neuroprzekaźników. Przykładem mogą być tu neurotrofiny (np. neutrotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego), odpowiadające m.in. za przetrwanie komórek nerwowych oraz stymulację tworzenia nowych. One również wiążą się głównie z białkami receptorowymi na błonie komórkowej i inicjują kaskadę sygnałową we wnętrzu komórki.

Przekaźniki drugiego stopnia

Secondary messegers to substancje odpowiedzialne za wewnątrzkomórkowe, dalsze przekazanie informacji, po uprzednim pobudzeniu receptora na błonie komórkowej przez przekaźnik pierwszego stopnia (powyższe).

Przykłady: tlenek azotu, fosfolipaza C, trifosforan inozytolu, cykliczny adenozyno-monofosforan.


LIGANDY


Związek chemiczny, który wiąże się z receptorem, nazywamy ligandem. Mediatory opisane powyżej to ligandy endogenne, czyli produkowane przez organizm. Jeśli ligand pochodzi spoza organizmu, nazywamy go egzogennym – są to wszelkiego rodzaju leki, trucizny oraz używki. Oprócz podziału ze względu na pochodzenie, możemy je podzielić także na:

Agonisty

Agonistą białka receptorowego jest ligand, który wiąże się z nim, pobudzając go, co prowadzi do określonych reakcji komórkowych. Przykładem może być acetylocholina oraz nikotyna, kolejno endogenny i egzogenny agonista niektórych receptorów ACh.

Agonisty różnią się między sobą powinowactwem do receptorów. Pełnym agonistą nazywamy taką cząsteczkę, która najbardziej pasuje do białka i najmocniej je pobudza.

Antagonisty i odwrotne agonisty

Są to substancje, które wiążą się z receptorem, ale nie aktywują go i uniemożliwiają działanie agonistów. Różnica między nimi jest taka, że antagonista znosi działanie także odwrotnych agonistów.

Modulatory allosteryczne

Cząsteczki, które wiążą się z białkiem receptorowym w nietypowym miejscu, zmieniając jego responsywność na ligand. Modulatory dzielimy na pozytywne i negatywne i jak same nazwy wskazują, wzmacniają lub osłaniają one powinowactwo ligandów do receptora.


DLACZEGO KOMÓRKI „DAJĄ SIĘ NABRAĆ”?


Dlaczego właściwie niektóre substancje z zewnątrz wchodzą w interakcje z naszymi białkami? Odpowiedź jest bardzo prosta: chodzi o strukturę przestrzenną cząsteczki. Ligandy pasują do receptora jak puzzle, jak klucz do zamka. Spójrzmy na najprostszy przykład: dopamina oraz amfetamina. Na czerwono wyróżniony został szkielet fenyloetyloaminy (PEA), cząsteczki której pochodną są obie substancje. To właśnie strukturalne podobieństwo do dopaminy i PEA sprawia, że amfetamina wiąże się z białkami domyślnie dla nich przeznaczonymi.

dopamina amfetamina porównanie

 

Ciekawostka: nazwa „amfetamina” oznacza właśnie PEA z grupą metylową podstawioną w pozycji alfa (pierwszym atomie węgla licząc od grupy aminowej – NH2). Spójrz: alfa-metylo-fenyloetyloamina!


BIAŁKA RECEPTOROWE


Receptory, białka receptorowe, nasze „skrzynki na listy” możemy podzielić na różne sposoby. Najprostszym podziałem jest rozróżnienie, czy receptor znajduje się na błonie komórkowej, czy we wnętrzu komórki. Przekaźniki pierwszego stopnia zazwyczaj oddziałują tylko na receptory błonowe i nie wnikają do wnętrza komórki.

Każda reguła ma jednak wyjątki i tutaj jest podobnie – hormony tarczycy, hormony steroidowe (np. testosteron, estrogeny lub kortyzol), a także egzogenne substancje (np. sterydy anaboliczno-androgenne) mają możliwość przenikania przez błonę komórkową i pobudzania receptorów w środku komórki – w tym na jądrze komórkowym.

Trzy główne rodzaje receptorów zlokalizowanych na błonach komórkowych to:

Receptory metabotropowe

Ten rodzaj receptorów, będąc pobudzanym, inicjuje szereg reakcji wewnątrzkomórkowych, które regulują m.in. przepustowość kanałów jonowych. Najważniejsze z nich to GPCR, czyli receptory sprzężone z białkiem G. Jest to białko, które przekazuje sygnał dalej, w głąb komórki, za pomocą przekaźników drugiego stopnia. Pobudzone działają wolniej i dłużej, niż drugi rodzaj receptorów. Występują niemalże we wszystkich komórkach organizmów żywych.

Przykładem mogą być receptory opioidowe, dopaminowe oraz węchowe. 

Receptory jonotropowe

Ten rodzaj receptorów jest połączony z kanałem jonowym i niejako stanowi jego część. Kanał jonowy jest bramkowany tylko przez neuroprzekaźnik, gdyż takie receptory występują tylko w komórkach pobudliwych elektrycznie (np. w synapsach neuron-neuron lub neuron-mięsień). Reakcja komórkowa wywołana poprzez aktywację receptorów tego typu następuje o wiele szybciej i trwa krócej, niż w przypadku receptorów metabotropowych.

Przykładowe receptory jonotropowe to m.in. serotoninowy 5-HT3, GABA-A oraz receptor NMDA dla glutaminianu, głównego neuroprzekaźnika pobudzającego.

Receptory katalityczne

Białka te nazywane są również receptorami enzymatycznymi, ponieważ pobudzane przez mediator na zewnątrz komórki, modulują aktywność enzymatyczną w jej wnętrzu. Wyróżnia się pięć rodzin tych receptorów, wciąż odkrywa się ich nowe rodzaje oraz endogenne ligandy. Centrum katalityczne, znajdujące się po wewnątrzkomórkowej stronie receptora, inicjuje wiele reakcji prowadzących do zmian w funkcjonowaniu komórki oraz ekspresji genów. Podobnie jak receptory metabotropowe, występują niemalże we wszystkich komórkach organizmów żywych.

Struktury receptorów zlokalizowanych na błonach komórkowych są bardzo złożone i niejednokrotnie przechodzą przez błonę z obu stron. Ciężko przy obecnej technologii o zdjęcia takich struktur, tak samo, jak ciężko o zdjęcia cząsteczki DNA. Niestety w tym artykule musimy posiłkować się infografikami i uproszczeniami, a po więcej treści wizualnych można udać się do sekcji ze źródłami.


SYNAPSA, WYCHWYT ZWROTNY I METABOLIZM


Wróćmy na chwilę do komórek nerwowych. Wypadałoby jeszcze opowiedzieć o mechanizmie wychwytu zwrotnego oraz zrobić małą powtórkę z tego, czym jest metabolizm. Jak już dobrze wiesz, komórki nerwowe wysyłają do siebie nawzajem neuroprzekaźniki w szczelinach nazywanych synapsami. 

Jak wyobrazić sobie synapsę? Cóż, są one bardzo różnorodne, a wszelkie dostępne w Internecie grafiki są jedynie uproszczeniem. Poniżej zamieszczam jeden z obrazów dostępnych na Wikipedii. Jak widać, to bardzo skomplikowany mechanizm, a przecież w każdym z nas są ich dziesiątki, jeśli nie setki bilionów takich synaps!

komórki
Źródło zdjęcia i informacje o autorze – tutaj.

Neuron presynaptyczny (wysyłający sygnał) ma w aksonie pęcherzyki, w których po zsyntezowaniu przechowywane są cząsteczki neuroprzekaźnika. Pod wpływem impulsu, w sytuacji potrzeby przekazania sygnału drugiej komórce, pęcherzyk w pewien sposób dokonuje fuzji z błoną i uwalnia przekaźniki. Cząsteczki neurotransmitera zostały uwolnione do szczeliny synaptycznej. Nie wszystkie zwiążą się z białkami receptorowymi, a i tak przecież wypadałoby tam od czasu do czasu posprzątać, prawda?

Zazwyczaj większość czynności porządkowych wykonują białka wychwytu zwrotnego. Wyłapują one molekuły mediatora i przekazują z powrotem do neuronu presynaptycznego. W ten sposób neuroprzekaźnik podlega „recyklingowi” i może zostać użyty ponownie.

Oprócz białek odpowiedzialnych za wychwyt zwrotny, czynnościami porządkowymi zajmują się także enzymy. Białka enzymatyczne znajdziemy zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz komórek. Metabolizm dokonuje się nie tylko w wątrobie, ale także i w samym mózgu. Enzymy są niezbędne do funkcjonowania organizmów żywych i wiele procesów w nich zachodzących nie byłoby możliwe bez tych białek. Zmniejszają one energię wymaganą, aby osiągnąć reakcję chemiczną danego substratu, są też niezwykle szybkie i wydajne – z tego powodu muszą działać bardzo wybiórczo i operować zazwyczaj na tylko kilku substratach. 

Więcej informacji na powyższe tematy znajdziesz bez problemu w sekcji ze źródłami 🙂


ENDOKANNABINOIDY I PRZEKAŹNIKI WSTECZNE


Warto jeszcze wspomnieć o przekaźnikach wstecznych, np. endokannabinoidach działających w obrębie synaps jako informacja zwrotna dla neuronu presynaptycznego. Substancje te między innymi hamują dalsze wydzielanie głównych neurotransmiterów, takich jak np. kwas glutaminowy oraz GABA, pod wpływem napływu odpowiedniej ilości jonów wapnia do neuronu post-synaptycznego. Jest to o tyle ciekawe zjawisko, że nie zaobserwowano wcześniej, aby działało to w tę stronę we w pełni dojrzałym organizmie. Przykładem takich związków są anandamid i 2AG, natomiast we wnętrzu komórek rolę przekaźnika wstecznego pełni między innymi tlenek azotu.

Endokannabinoidy odpowiadają w organizmie także za kontrolę poczucia głodu i senności oraz przyjemność i rozkosz (najprawdopodobniej to one odpowiadają za fenomen euforii biegacza). Dotyczy to głównie pobudzania receptorów CB1, gdyż drugi rodzaj receptorów, CB2, jest związany przede wszystkim z układem odpornościowymi i krwionośnym. Receptory kannabinoidowe są najpowszechniej występującymi receptorami metabotropowymi w układzie nerwowym i ich ilość jest bliska ilości receptorów glutaminergicznych lub GABA, które są receptorami jonotropowymi, występującymi w około 3/4 komórek nerwowych. Pełnią także dużą rolę w rozwoju płodu i powstawaniu mózgu.

Najnowsze odkrycia w zakresie układu endokannabinoidowego dają duże nadzieje na nowe metody terapii i walki z wieloma chorobami przy użyciu fitokannabinoidów (zawartych w konopiach) oraz pozostałych, syntetycznych i wysoce selektywnych ligandów receptorów kannabinoidowych. Oprócz działania neuroprotekcyjnego i wzmacniającego układ odpornościowy, substancje te mogą pomóc w wcale z bólem nowotworowym, stwardnieniem rozsianym, padaczką, a nawet schizofrenią. Potrzebne są jednak dalsze badania, aby móc to stwierdzić na pewno.

Więcej informacji na powyższe tematy znajdziesz bez problemu w sekcji ze źródłami 🙂


WE WNĘTRZU KOMÓRKI…


Okej, ligand pobudził białko receptorowe – sygnał został odebrany przez komórkę docelową. Tutaj jednak nie kończy się szlak sygnałowy. Pobudzenie receptora wyzwala kaskadę różnych reakcji wewnątrz komórki, w zależności od tego, jakie białko zostało pobudzone. Jak widać na poniższej infografice, procesy te są bardzo skomplikowane i nie da się o nich wszystkich opowiedzieć w takim artykule.

komórki
Uproszczony schemat ważnych szlaków sygnałowych. Źródło i informacje o autorze: tutaj.

Po co w ogóle rozdzielać ten sygnał? Komórki, a w szczególności ich jądra, muszą być zabezpieczone przed zagrożeniami z zewnątrz. Jest to konieczne, aby umożliwić prawidłowe ich funkcjonowanie i zabezpieczyć materiał genetyczny. Właśnie dlatego przekaźnik pierwotny zatrzymuje się na białku receptorowym – to ono przechodzi przez błonę komórkową i jest w stanie bezpiecznie przenieść informację na drugą stronę.

Niektóre przekaźniki wtórne (drugiego stopnia) są dobrze rozpuszczalne w wodzie, a inne w tłuszczach. Wynika z tego, iż te pierwsze mogą swobodnie rozprzestrzeniać się w cytozolu, podczas, gdy te drugie będą poruszać się w obrębie błony komórkowej. Część z nich, jak np. tlenek azotu, może swobodnie przenikać przez błony i „odwiedzać” pobliskie komórki. 

Trzeba mieć tutaj na uwadze, że w organizmach żywych zachodzą biliardy takich procesów w ciągu jednej sekundy. Tak, BILIARDY! Warto również dodać, że sygnały przekazywane przez mediatory drugiego stopnia mogą być po drodze wzmacniane, rozgałęziać się oraz wzajemnie na siebie wpływać. Docelowo sygnały te modulują aktywności białek i enzymów wewnątrzkomórkowych, wpływają na transkrypcję genów oraz modulują przepustowość kanałów jonowych. Odpowiadają za wszystko to, co „chciała” osiągnąć komórka, która wyemitowała przekaźnik pierwotny.


PRZYKŁAD PIERWSZY: SEROTONINA


Serotonina (5-HT, 5-hydroksy-tryptamina) jest jednym z najważniejszych neuroprzekaźników. Odpowiada w organizmie człowieka za dziesiątki różnych funkcji, np. szerokość źrenic, nastrój, apetyt, lęk, średnicę kanalików płucnych, skurcze mięśni gładkich, senność, potrzeby seksualne itd. Ma kilkanaście rodzajów receptorów, które odpowiadają za różne funkcje organizmu. 

Wraz ze swoim aktywnym metabolitem, melatoniną, reguluje sen i cykl dobowy u ssaków. Klikając tutaj, zostaniesz przekierowana/y do osobnego artykułu poświęconego melatoninie. 

Niektóre leki i używki działają na serotoninę.  Przyjrzyjmy się kilku przykładom:

Leki na depresję

Większość antydepresantów próbuje zwiększać przewodnictwo serotoninergiczne różnymi sposobami, np. hamując enzym odpowiedzialny za metabolizm serotoniny lub blokując białka służące do jej transportu z powrotem do wnętrza komórki. Leki te powinny być selektywne, czyli działać w obrębie konkretnych podtypów receptora serotoninowego.

Antagonisty receptora 5-HT2A

Selektywne blokery receptora serotoninowego 2A zmniejszają lęk i łagodzą dolegliwości takie jak fobia społeczna lub paniczne reakcje. Zazwyczaj tego typu działanie jest „dodatkowym” w lekach przeciwpsychotycznych i antydepresantach.

Psychodeliki

Klasyczne psychodeliki działają m.in. właśnie na powyższy receptor pobudzając go, co moduluje działanie jeszcze innego neuroprzekaźnika (glutaminianu) w różnych rejonach mózgu. Prowadzi to do doświadczenia psychodelicznego, przeżyć mistycznych (szczytowych) i w określonych warunkach jest zbawieniem dla osób z depresją i nie tylko.
Więcej na ten temat można przeczytać na stronie 5ht2a.pl, klikając tutaj.

Stymulanty i empatogeny

Ecstasy (pigułki z MDMA) oraz inne pochodne amfetaminy na kilka różnych sposobów wywołują ogromny wystrzał serotoniny i innych „hormonów szczęścia”, powodując euforię, ekstazę, błogość, podniesione libido oraz skutki uboczne przy nieodpowiednim stosowaniu. 


PRZYKŁAD DRUGI: INSULINA


Komórki trzustki produkują insulinę – hormon składający się z prawie ośmiuset atomów poukładanych w aminokwasy. Ona również pełni rolę mediatora. Syntezowana jest bowiem w trzustce i pobudza komórki wątrobowe, wywołując wiele reakcji w organizmie. Najważniejszą z nich jest transport glukozy do wnętrza komórek wątrobowych (co zmniejsza jej stężenie we krwi). Oprócz tego insulina jest związana m.in. z układem odpornościowym i metabolizmem innych węglowodanów.

Zaburzenia w tym zakresie skutkować mogą m.in. cukrzycą, hipoglikemią, a nawet nowotworami. Zdarza się tak, że organizm niszczy komórki odpowiedzialne za wytwarzanie insuliny lub niedostatecznie na nią reaguje. Chorzy są zmuszeni do zmiany trybu życia i zachowania ścisłej dyscypliny, jednak często to nie wystarczy. Także tutaj medycyna przychodzi z pomocą, oferując leki ingerujące w przekaźnictwo. Diabetykom przepisuje się zarówno samą insulinę, jak i inne cząsteczki, których działanie również polega na aktywacji określonych struktur białkowych.


PRZYKŁAD TRZECI: LEKI PRZECIWBÓLOWE


Wyróżniamy dwa główne rodzaje leków przeciwbólowych:

Niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ)

Te najszerzej stosowane, jak np. aspiryna, deksketoprofen, acetaminofen (paracetamol) lub ibuprofen. Leki te działają hamująco na COX-2, czyli cyklooksygenazę 2. W uproszczeniu jest to enzym, który tworzy prostaglandyny COX-2 – mediatory bólu. Substancja przeciwbólowa nie usuwa zatem źródła problemu, a uniemożliwia pewną gałąź komunikacji w organizmie – „nie wiesz, że boli”.

Leki narkotyczne (opioidowe)

Do leków narkotycznych zaliczamy zarówno opiaty (np. kodeina, morfina), jak i syntetyczne i półsyntetyczne środki (np. oksykodon, heroina, fentanyl). Leki te działają agonistycznie na receptory opioidowe (które nasz organizm naturalnie pobudza endorfinami [endorfina — endogenna morfina]). Wywołują m.in. depresję układu nerwowego, co prowadzi do stłumienia uczucia bólu.

Ani jedna, ani druga grupa leków nie jest wolna od wad. NLPZ dostępne bez recepty działają także na COX-1. Mogą więc podrażniać żołądek, powodować biegunkę i bóle brzucha,. Dzieje się tak dlatego, że prostaglandyny tworzone przez COX-1 odpowiadają m.in. za prawidłową pracę błony śluzowej żołądka, a lek blokuje ich wytwarzanie.

Co do opioidów, efektem ubocznym ich stosowania jest ogromna euforia i możliwość uzależnienia. Na świecie są setki tysięcy osób uzależnionych od tego typu leków, biorących dzień w dzień morfinę — nigdy nie planowali tego robić. Jeden z pierwszych naszych wpisów opowiadał o tym, jak za granicą lekarze wypisują takie leki pacjentom, którym wystarczyłyby mocniejsze NLPZ, jak np. deksketoprofen. 


POZOSTAŁE PRZYKŁADY


Kannabinoidy

Związki chemiczne zawarte w konopiach oraz syntetyczne kannabinoidy również nie działają na nas z przypadku. Ich odpowiednikami w organizmie są endokannabinoidy, specyficzne neuroprzekaźniki o działaniu m.in. przeciwbólowym (np. anandamid). To właśnie one częściowo odpowiadają za fenomen „euforii biegacza”. Psychoaktywne delta9-THC pobudza receptory CB1, wywołując reakcje komórkowe podobne do tych, które wywołuje anandamid i 2AG, jednak w o wiele większym stopniu. Popularne ostatnio CBD jest antagonistą tych receptorów, czyli wiąże się z nimi i nie pozwala na ich aktywację.

Metabolity ligandów

Ligandy białek receptorowych są metabolizowane przez enzymy podobnie, jak większość substancji chemicznych, która trafia do organizmu. Czasami metabolity również potrafią być aktywne, a nawet wykazywać całkowicie odmienne działanie od związku pierwotnego! Dobrym przykładem może być tutaj paracetamol. AM404, jeden z jego metabolitów, jest inhibitorem enzymu FAAH (hamuje go). FAAH jest enzymem odpowiedzialnym za metabolizm endokannabinoidów. Wychodzi więc na to, że AM404 zwiększa stężenie tych neuroprzekaźników, zmieniając profil działania na… marihuanowy! Prawdopodobnie metabolit AM404 ma więc wpływ na przeciwbólowe działanie paracetamolu.

Etanol (alkohol etylowy)

Alkohol wzmacnia przewodnictwo GABA-ergiczne, czyli nasila działanie głównego neuroprzekaźnika hamującego w organizmie. To oczywiście nie jest jedyny aspekt jego działania, wywołuje jednak większość odczuwalnych efektów. Klikając tutaj przeczytasz cały artykuł poświęcony temu tematowi!

Acetylocholina (ACh)

Acetylocholina to neuroprzekaźnik biorący udział w procesach uczenia się, zapamiętywania, kojarzenia oraz kurczenia mięśni. Blokując jeden jej rodzaj receptorów przy pomocy np. alkaloidów bielunia dziędzierzawy (atropina, skopolamina, hyoscyjamina) powoduje delirium, halucynacje i inne zaburzenia świadomości. Co ciekawe, atropiny (w mniejszych ilościach) używają także okuliści. Blokując drugi rodzaj receptorów (za pomocą np. rokuronium) pozbawiamy pacjenta zdolności poruszania się, co jest przydatne przy niektórych operacjach.

Leki przeciwpsychotyczne

Tak zwane neuroleptyki, np. chlorprotiksen, olanzapina lub rysperydon, m.in. blokują głównie receptory dopaminowe (D2), a niektóre z nich także serotoninowe (5-HT2A). Nadmierne pobudzanie receptorów dopaminergicznych powoduje objawy wytwórcze schizofrenii, a więc leki przeciwpsychotyczne przeciwdziałają temu zjawisku.

Stymulanty i empatogeny

Substancje takie, jak sole amfetamin oraz metylofenidat używane są do leczenia m.in. otyłości oraz ADHD. Na różny sposób zwiększają one stężenie „hormonów szczęścia”, choć bardzo różnią się między sobą, a dawka jest tutaj kluczowa. Amfetaminę kojarzymy z pobudzeniem i stymulacją, jednak niskie jej dawki u osób z ADHD wywołują odwrotny, terapeutyczny efekt.

Na dopaminę i inne neuroprzekaźniki oddziałują także inne stymulanty, np. mefedron, kokaina, MDMA, alfa-PVP lub metamfetamina. Cześć z nich ma zastosowanie medyczne/terapeutyczne, część z nich to klasyczne stymulanty do rekreacyjnego stosowania, a pozostałe to tzw. designer drugs, związki chemiczne powstałe jako substytuty zdelegalizowanych stymulantów.

Leki na nadciśnienie

Przykładem mogą być tu beta-blokery (np. propranolol, metoprolol), które działają m.in. poprzez blokowanie receptorów beta-adrenergicznych – uniemożliwiają ich aktywację przez adrenalinę, która jest zarówno neuroprzekaźnikiem, jak i hormonem.

Kofeina

Kofeina działa na wiele sposobów, chociaż najważniejszym z nich jest blokowanie receptorów adenozynowych. Adenozyna, jeden z podstawowych budulców DNA, działa w OUN także jako neuroprzekaźnik. Gromadzi się w synapsie w ciągu dnia, powodując senność i ospałość. Kofeina uniemożliwia adenozynie wiązanie się z receptorami, niwelując te uczucia.

Leki na uczulenie

Mediatorem reakcji alergicznej w organizmie jest histamina – mały hormon i neuroprzekaźnik, który odpowiada również m.in. za regulację pracy serca oraz wydzielanie soków trawiennych. Leki antyhistaminowe blokują receptory H1, których bardzo mocne pobudzanie powoduje świąd, a nawet ból. Starsze generacje tych leków, będące mniej selektywnymi, powodują skutki uboczne, np. sedację – dlatego właśnie niektórzy lekarze przepisują hydroksyzynę w roli „usypiacza”.

Zatrucie tlenkiem węgla

To przykład trochę z innej beczki, jednak nadaje się idealnie. W bardzo dużym uproszczeniu, tlen jest absorbowany z naszych płuc za pomocą specjalnych białek transportujących. Czad, czyli właśnie tlenek węgla (II) to związek chemiczny, który wpasowuje się w takie białka i… bezpowrotnie je blokuje. Stają się one niezdolne do transportowania tlenu, a człowiek dusi się mimo, iż oddycha. Okazuje się więc, że nawet tutaj możemy znaleźć przykład na to, jak jakaś substancja egzogenna wiąże się z białkami organizmów żywych i wywołuje reakcje.

Plemnik i komórka jajowa

Jądra produkują m.in. testosteron, który jest hormonem. To jednak nie jest wszystko, bo oprócz produkcji hormonów, gonady te przecież produkują również plemniki. Plemnik nie jest mediatorem per se, jest raczej m.in. nośnikiem materiału genetycznego, jednak również wpasowuje się w dzisiaj opisywaną koncepcję wiadomości, która trafia do innej komórki. Jak widać, ten wszechobecny układ nadajnik-odbiornik pojawia się nawet tutaj.


KOMÓRKI I MEDIATORY
PODSUMOWANIE


Jak widzisz, przykłady można mnożyć i prawie zawsze leki oraz używki wpływają na poszczególne etapy komunikacji międzykomórkowej. To wszystko, co dla Ciebie przygotowałem, możesz wracać do tego wpisu zawsze, gdy jakieś terminy będą trudne do zrozumienia. Pamiętaj jednak, że żaden artykuł nie czyni z człowieka eksperta. Osobiście nie posiadam żadnego wykształcenia w tej dziedzinie i całą tę wiedzę zdobyłem ucząc się na własną rękę.

Zawarte powyżej informacje są oczywiście wielokrotnie udowodnionymi faktami i panuje co do nich konsensus w środowisku naukowym – nie masz się czego obawiać. Warto jednak mieć na uwadze, że nie można w takim tekście zmieścić wszystkiego i choć porównania i opisy są trafne, to jednak procesów zachodzących wewnątrz i na zewnątrz komórek są tysiące. Nie chciałbym, aby ten tekst był bronią w internetowych dyskusjach. Miej to proszę na uwadze 🙂

W sekcji ze źródłami zostawiam Ci linki prowadzące do stron, badań i artykułów, które pomogą Ci jeszcze lepiej zrozumieć przedstawione tutaj zjawiska i ich mechanizmy. Dziękuję Ci za lekturę i życzę udanej nauki!

Artykuł ten będzie stale edytowany, poprawiany i uzupełniany o nowe informacje. 
Ostatnia aktualizacja: 27 czerwca 2021, godzina 5:03

ŹRÓDŁA WYBRANE


Membrane receptors for hormones and neurotransmitters.
Histology, Axon
Handbook of Cell Signaling
Signal transduction through lipid second messengers
Molecular Cell Biology. 4th edition. (rozdział 21.4)
Randy J. Nelson – An Introduction to Behavioral Endocrinology
GCRDb: a G-protein-coupled receptor database.
Cyclooxygenase-2: A Therapeutic Target
Analgesic Effect of Acetaminophen: A Review of Known and Novel Mechanisms of Action
Main interactions of dopamine and risperidone with the dopamine D2 receptor
The Therapeutic Potential of Psilocybin
Zastosowanie naturalnych kannabinoidów i endokannabinoidów w terapii
a także anglojęzyczna Wikipedia, korzystając z fragmentów okraszonych odnośnikami pochodzącymi z materiałów dla uczelni, meta-analiz, raportów i przeglądów systematycznych.

Niektóre przykłady opisujące działanie konkretnych leków/używek mogły zostać nie wymienione w źródłach, ze względu na fakt, iż panuje co do nich konsensus naukowy i nikt nie kwestionuje np., że lewocetyryzyna pomaga alergikom poprzez blokowanie receptora H1. Nie czuję potrzeby podawania źródeł informacji, które są od lat w książkach od biologii, na ulotkach leków i działają empirycznie u milionów pacjentów na całym świecie.

W razie jakichkolwiek wątpliwości, proszę o komentarz pod postem na Facebooku, w odpowiedzi prześlę odpowiednie badania, kartę charakterystyki substancji i co jeszcze będzie trzeba 🙂

2 komentarze

  1. Pingback:To nieprawda, że "ludzie się nie zmieniają"! - W prostym zwierciadle

  2. Pingback:W jaki sposób psychodeliki "leczą"? - W prostym zwierciadle

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *