קולטן

קולטן (באנגלית: Receptor) הוא חלבון המצוי על קרום תא או בציטופלסמה, שאליו נקשר הליגנד (מולקולה קטנה המבטאת אות כימי שהתא מתוכנן לקלוט). תפקיד הקולטן הוא לקבל את המידע שמגיע לתא באמצעות הליגנד, וכך לאפשר לתא לפעול בהתאם (למשל להתחלק, לשחרר חומרים מתוכו, לאפשר קבלת חומרים מחוץ לתא, ועוד). לעיתים הקישור בין הליגנד לבין הרצפטור איננו מספיק על מנת שהקולטן יבצע את פעולתו, ויש צורך במולקולות עזר. קולטני עזר החיוניים להשלמת פעילות הרצפטור נקראים קו-רצפטור.

ערך זה עוסק בחלבון המגיב לגירוי כימי. אם התכוונתם למשמעות אחרת, ראו קולטן (פירושונים).

אופן הפעולה

הקולטנים מאופיינים בספציפיות כך שהם מסוגלים להגיב לחומרים מסוימים ולהזניח לחלוטין חומרים אחרים^[1]. הקישור של הליגנד לקולטן גורם לשינוי במבנה המרחבי של האחרון, המאפשר לו ליצור את השלב הבא בשרשרת העברת האות. אותות ההפעלה של הקולטנים גורמים לתגובות מגוונות בתוך התא שאליו הם מחוברים. למשל, שינויים בריכוזים תוך-תאיים של חומרים שונים, שינוי במתח החשמלי, ובהפעלה של אנזימים שונים. במקרים רבים אותות ההפעלה של הקולטנים יוצרים שרשרת ארוכה של תגובות תוך-תאיות המצומדות זו לזו^[1].

סוגי קולטנים

ניתן לחלק את הקולטנים למספר קבוצות, על פי תפקידם: קולטנים עצביים – המגיבים למוליכים עצביים (נוירוטרנסמיטורים); קולטנים אנדוקריניים – המגיבים להורמונים; קולטני מערכת החיסון – המגיבים לציטוקינים וכמוקינים; וקולטנים לגורמי גדילה.

את הקולטנים שעל קרום התא, שהם בהכרח גם טראנסממברנליים (חוצים את הממברנה לכל עוביה), ניתן לחלק על-פי תפקודם לשלוש קבוצות עיקריות: קולטנים המצומדים לחלבון G, חלבוני תעלה וקולטנים קטליטיים. הראשונים, מעבירים את המסר באמצעות חלבון G, אשר מעבירו בתורו לשליח שניוני שבתוך התא. הקולטנים הקטליטיים, פועלים בעצמם כקטליזטורים המזרחנים את השליח השניוני שבציטוזול, וגורמים לו לפעול בהתאם ל"צו" האות. מנגנון העברת האות של חלבוני התעלה, מתבסס על פתיחת או סגירת תעלה של יונים, כתוצאה מהאינטראקציה עם הליגנד. כאשר זו נפתחת, נעים היונים דרכה בהשפעת מפל הריכוזים והמפל האלקטרוכימי, והשינוי שנוצר בריכוזם בציטוזופלסמה גורם לשינויים פיזיולוגיים בתא, המבטאים את המשך מעבר האות.

חלק מהקולטנים התוך-תאיים מתפקדים, כאשר הם קשורים לליגנד, כגורמי שעתוק.

הקולטן העצבי

A - תא עצב משדר (קדם-סינפטי)
B - תא עצב קולט (בתר-סינפטי)
1. מיטוכונדריון
2. שלפוחית סינפטית המכילה מוליכים עצביים
3. קולטן עצמי
4. מרווח סינפטי דרכו מפעפע מוליך עצבי
5. קולטנים בתר-סינפטיים המופעלים על ידי המוליך העצבי
6. תעלת סידן
7. מוליכים עצביים נפלטים למרווח הסינפטי באקסוציטוזה
8. משאבה לספיגה חוזרת של מוליך עצבי

הקולטן העצבי מתווך בין האות הכימי לבין תגובת התא. המוליך העצבי מופרש מקרום התא הקדם סינפטי, אל המרווח הסינפטי, ומשם מפעפע אל עבר הקולטן. הקישור בין המוליך העצבי לקולטן גורם לפתיחתן או לסגירתן של תעלות יונים בקרום התא הבתר-סינפטי. הקולטנים עצמם קובעים אלו תעלות יונים ייפתחו, לצורך שינוי מוליכות הקרום לאותם היונים. פתיחת התעלות (או סגירתן) מביאה לשינוי מקומי בריכוזי היונים, המביא לשינוי הממתח החשמלי על פני קרום התא. הקטנת הממתח (דפולריזציה) מקרבת את מתח הקרום למתח הסף הדרוש לעירור דחף עצבי ולכן נקראת תגובה מעוררת (excitatory). הגדלת הממתח (היפרפולריזציה) מרחיקה את מתח הקרום ממתח הסף הדרוש, ולכן נקראת תגובה מעכבת (inhibitory). לאותו מוליך עצבי עשויים להיות קולטנים מעוררים וקולטנים מעכבים. למשל, חנקן חד-חמצני (NO) משמש כמוליך עצבי מעורר או מעכב, בהקשרים שונים.

קולטנים עצמיים

קולטן עצמי (autoreceptor) ממוקם בקצה סיב עצבי, בעבר הקדם-סינפטי של סינפסה כימית, ומשמש לקבלת משוב על פעילות הסינפסה. הקולטן רגיש לאותם מוליכים עצביים שמשחרר התא עליו הוא שוכן.

קולטנים עצמיים בדרך כלל לא קשורים לתעלות יונים ואינם משנים את מתח הקרום של התא, אלא מווסתים תהליכים תוך-תאיים הקשורים לייצור והפרשה של מוליכים עצביים.

קולטן חישה

ערך מורחב – קולטן חישה

קולטן חישה הוא מבנה המזהה גירוי בסביבה הפנימית או החיצונית של האורגניזם. בתגובה לגירויים, הקולטן שולח אות, על ידי יצירה של פוטנציאל מדורג או פוטנציאל פעולה באותו התא או בתא סמוך, המתקדם במערכת העצבים אל עבר המוח.

ראו גם

• דחף עצבי
• חלבוני ממברנה
• תעלת יונים
• פרופסור יוסף שלזינגר
• תא קולט אור

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא קולטן בוויקישיתוף

• קולטן, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

הערות שוליים

1. רמי רחמימוב (2004). מהפכת המוח: תקשורת, מחלות נפש וסמים. רעננה: מכון ון ליר בירושלים הקיבוץ המאוחד.