קולטנים מקבלים גירויים ואותות מהסביבה ומעבירים אותם לעיבוד. בביוכימיה, ביומולקולות מסוימות ובפיזיולוגיה, תאים חושיים משמשים כקולטנים.
מהם קולטנים?
במובן הרחב ביותר, קולטן הוא מכשיר איתות המגיב להשפעות ספציפיות. לפיכך, הן ביוכימיה והן פיזיולוגיה מתייחסים לקולטנים. בביוכימיה, הם כן חלבונים או מתחמי חלבון שיכולים לקשור איתות מולקולות. כל קולטן ביוכימי יכול לקשור רק מולקולה אחת על פי עקרון הנעילה והמפתח. יש לה בדיוק את הקבוצה הפונקציונאלית שמתאימה למולקולה המקבלת. לכן הקולטנים כבר קיימים למספר רב של אותות אפשריים. האם הם מגיבים כעת תלוי בנוכחות מולקולת האות המתאימה. בפיזיולוגיה תאים חושיים נחשבים לקולטנים. אולם בינתיים מושג הקולטנים עובר שינוי. כיום מכונים גם קולטנים חושיים חיישנים. אלה מחולקים בתורם לתאי חישה ראשוניים ומשניים. בעוד שתאי חישה ראשוניים יוצרים פוטנציאל פעולה, תאי חישה משניים מקבלים רק את האותות. בחיישנים, קליטת אותות מופעלת גם על ידי קולטנים ביוכימיים.
אנטומיה ומבנה
קולטנים ביוכימיים ממוקמים על פני השטח של ביו-ממברנות או בציטופלזמה או בגרעין, בהתאמה. קולטני הממברנה הם חלבונים שמשתנים כימית ויכולים לקשור איתות מולקולות. כל קולטן יכול לקשור רק מולקולת אות ספציפית אחת. כאשר קשורה זו מתרחשת, מופעלים תהליכים חשמליים או כימיים הגורמים לתגובה מהתא, הרקמה או כל הגוף. קולטני ממברנה מחולקים לקולטנים יונוטרופיים ומטבוטרופיים על פי אופן פעולתם. קולטנים יונוטרופיים מייצגים תעלות יונים הנפתחות עם קשירתם ליגנדים, וכתוצאה מכך משתנה מוליכות חשמלית בקרום. קולטנים מטאבוטרופיים גורמים ריכוז שינויים של שליחים משניים. קולטנים גרעיניים תאיים נקשרים בציטופלזמה או בגרעין כאות מולקולות, למשל סטרואידים הורמונים, ובאופן זה לשלוט על ביטוי הגנים בגרעין התא. באופן זה, הם מתווכים בתגובות הורמונים מסוימות. בפיזיולוגיה, כאמור, תאי חישה נקראים קולטנים. ישנם סוגים שונים של קולטנים כגון קולטנים (לגירוי לחץ), קולטנים כימיים, קולטי אור, קולטני תרמה, כְּאֵב קולטנים, או פרופריוצפטורים.
פונקציה ומשימות
באופן כללי, לקולטנים יש את הפונקציה של קבלת והעברת אותות או גירויים. מולקולות קולטנים פועלות על פי עקרון הנעילה והמפתח, עם קולטן נפרד לכל מולקולת אות. קשירת ליגנד מייצרת ומשדרת אותות חשמליים או גורמת למפל איתות תוך-תאי באמצעות שינויים במערכת ריכוז של מולקולות שליח. קולטנים גרעיניים מתווכים באמצעות תגובות הורמונליות גֵן הפעלה, למשל. תאים חושיים מקבלים גם אותות פיזיים או כימיים באמצעות קולטנים ביוכימיים. עם זאת, הם נקראים גם קולטנים או חיישנים במקביל. בהקשר זה, הסוגים השונים של תאי החישה מבצעים משימות שונות. לדוגמא, הכימותרצנים אחראים לתפיסה של מפתחות והתרשמויות ריח. יתר על כן, הם מווסתים את הנשימה על ידי מדידת הריכוזים של חמצן, פַּחמָן דו-חמצני ו הידרוגנציה יונים. קולטני הברזל רושמים כל הזמן עורקים ורידים דם לחץ ולהעביר את הערכים ל מוֹחַ. לפיכך, הם אחראים לתפקוד תקין של מערכת לב וכלי דם. קולטני אור מקבלים גירויים קלים ומשחקים תפקיד משמעותי בתהליך הוויזואלי. קולטני תרמה משמשים לתפיסת טמפרטורה ושינוי טמפרטורה. לפיכך, ישנם קולטנים מיוחדים לחום או ל קר. ישנם קולטני חום המווסתים גם את ההומאוסטזיס של טמפרטורת הגוף. קולטנים מיוחדים, כמו פרופריצפטורים (צירי שרירים), חשים את אורך שרירי השלד, למשל.
מחלות
מספר מחלות נגרמות ישירות על ידי קולטנים לא תקינים. לדוגמא, כאשר קיימת תפקוד לקוי של מכני הקולטנים של עמוד השדרה הצווארי, סְחַרחוֹרֶת ו בחילה תוֹצָאָה. מחלות בעמוד השדרה הצווארי אינן נדירות כל כך. בנוסף סְחַרחוֹרֶת, תסמינים כמו אובדן שמיעה, טינטון, הפרעות ראייה, ריכוז הפרעות והפרעות חושיות אחרות מתרחשות גם כן. מחלות אחרות כגון הפרעות בקצב הלב, אנגינה חזה, הפרעות במערכת העיכול, שלפוחית שתן הפרעות או אסתמה בסימפונות יכול להתפתח גם על בסיס הפרעות בקולטן. סוג II סוכרת מתפתח כחלק מה- תסמונת מטבולית. אינסולין התנגדות יכולה להתפתח כתוצאה מתהליכים מטבוליים מסוימים. ב אינסולין עמידות, אינסולין מספיק עדיין מיוצר, אך קולטן האינסולין כבר אינו מגיב כראוי. היעילות של אינסולין פוחתת. לכן, הלבלב מונפש כדי לייצר עוד יותר אינסולין. זה יכול עוֹפֶרֶת למיצויו המלא. ה סוכרת מתגלה. מחלות נפש רבות נגרמות על ידי הפרעות בהעברת הגירויים. כאן מה שמכונה נוירוטרנסמיטרים משמשים כשליחים ביוכימיים. משדרים עצביים אלה מעבירים את המידע שלהם על ידי קשירה לקולטנים. אם הקולטנים חסומים על ידי חומרים אחרים או אם הם אינם מתפקדים כראוי מסיבות אחרות, עלולות להיווצר הפרעות נפשיות משמעותיות. כמה סמים פסיכוטרופיים כוון את הקולטנים ישירות בדרך הפעולה שלהם. יש המחקים את הפונקציה של ה- נוירוטרנסמיטר ולהיקשר לקולטן המתאים. אַחֵר סמים פסיכוטרופיים משמשים לחסימת קולטנים למוליכים עצביים פיזיולוגיים בנוכחות עצבנות פסיכולוגית מוגברת. לכן, תמיד ישנן תופעות לוואי בעת נטילת אלה תרופות, אשר עוֹפֶרֶת למגבלת הביצוע. יתר על כן, יש גם כאלה מחלות גנטיות קשור לקולטנים. לפיכך, מתגלות יותר ויותר מוטציות קולטן, שיכולות עוֹפֶרֶת לחוסר היעילות שלהם. מצד שני, מחלות אוטואימוניות ידועים גם כמכוונים לקולטנים. דוגמה ידועה היא ההפרעה האוטואימונית מיאסטניה גרביס, שם מופר העברת האות בין עצב לשריר.
