Материал:

Ответ клетки-мишени на действие гормона формируется созданием гормонрецепторного (ГР) комплекса, что приводит к активации самого рецептора, инициации ответа клетки. Гормон адреналин при взаимодействии с рецептором открывает мебранная каналы, a Na + - входной ионный ток обусловливает функцию клетки. Однако большинство гормонов открывают или закрывают мембранные каналы не самостоятельно, а во взаимодействии с G-белком.

Механизм действия гормонов на клетки-мишени связан с их химическим строением:

■ водорастворимые гормоны - белки и полипептиды, а также производные аминокислоты - катехоламины, взаимодействуют с рецепторами мембраны клетки-мишени, образуя комплекс «гормон - рецептор" (ГР). Возникновение этого комплекса приводит к образованию вторичного или внутриклеточного посредника (мессенджера), с которым связаны изменения функции клетки. Количество рецепторов на поверхности мембраны клетки-мишени составляет примерно 104-105;

■ жирорастворимые гормоны - стероидные - проходят сквозь мембрану клетки-мишени и взаимодействуют с плазматическими рецепторами, количество которых колеблется от 3000 до 104, образуя комплекс ГР, который далее поступает к мембране ядра. Стероидные гормоны и производные аминокислоты тирозина - тироксин и трийодтиронин - проникают через ядерную мембрану и взаимодействуют с ядерными рецепторами, соединенными с одной или более хромосом, следствием чего являются изменения синтеза белка в клетке-мишени.

Согласно современным представлениям, действие гормонов обусловлена стимуляцией или угнетением каталитической функции некоторых ферментов в клетках-мишенях. Этот эффект может достигаться двумя путями:

■ взаимодействием гормона с рецепторами поверхности клеточной мембраны и запуска цепи биохимических превращений в мембране и цитоплазме;

■ проникновением гормона через мембрану и связывания с рецепторами цитоплазмы, после чего гормонрецепторний комплекс проникает в ядро и органеллы клетки, где и реализует свой регуляторный эффект путем синтеза новых ферментов.

Первый путь приводит к активации мембранных ферментов и образования вторичных мессенджеров. На сегодня известно четыре системы вторичных мессенджеров:

■ аденилатциклаза - цАМФ;

■ гуанилатциклаза - цГМФ;

■ фосфолипаза - инозитолтрифосфат;

■ кальмодулин - ионизированный Са 2+.

Второй путь влияния на клетки-мишени - комплексирования гормона с рецепторами, которые содержатся в ядре клетки, ведет к активации или торможения ее генетического аппарата.

Мембранные рецепторы и вторичные посредники (мессенджеры)

Гормоны, связываясь с рецепторами мембраны клетки-мишени, образуют комплекс "гормон - рецептор" ГР (шаг 1) (рис. 6.3). Конформационные изменения рецептора активируют стимулирующий G-белок (объединенный с рецептором), который представляет собой комплекс из трех субъединиц (α-, β-, γ-) и гуанозиндифосфат (ГДФ). замена

ТАБЛИЦА 6.11. Краткая характеристика гормонов

Где продуцируются гормоны		Название гормона	сокращенное название	Влияния на клетки-мишени
гипоталамус		Тиреотропин-рилизинг-гормон	ТРГ	Стимулирует продукцию аденогипофизом тиреотропину
гипоталамус		Кортикотропин-рилизинг-гормон	КРГ	Стимулирует продукцию аденогипофизом АКТГ
гипоталамус		Гонадотропин-рилизинг-гормон	ГнРГ	Стимулирует продукцию аденогипофизом лютеинизирующего (ЛГ) и фолликулостимулирующего (ФСП гормонов
гипоталамус		Рилизинг-фактор гормона роста	РФГР	Стимулирует продукцию аденогипофизом соматотропина - гормона роста
гипоталамус		соматостатин	СС	Подавляет продукцию аденогипофизом гормона роста
гипоталамус		Пролактин-ингибирующий фактор (допамин)	ПИФ	Подавляет продукцию аденогипофизом пролактина
гипоталамус		Пролактинстимулюючий фактор		Стимулирует продукцию аденогипофизом пролактина
гипоталамус		окситоцин		Стимулирует выделение молока, сокращение матки
гипоталамус		Вазопрессин - антидиуретический гормон	АДГ	Стимулирует реабсорбцию воды в дистальном отделе нефрона
Передняя доля гипофиза		ТТГ, или тиреостимулирующие гормон	ТТГ абоТСГ	Стимулирует синтез и секрецию щитовидной железой тироксина, трийодтиронина
Передняя доля гипофиза		АКТГ	АКТГ	Стимулирует секрецию корой надпочечников глюкокортикоидов (кортизола)
Передняя доля гипофиза		фолликулостимулирующий гормон	ФСГ	Стимулирует рост фолликулов и секрецию эстрогенов яичниками
Передняя доля гипофиза		лютеинизирующий гормон	ЛГ	Стимулирует овуляцию, образование желтого тела, а также синтез эстрогенов и прогестерона яичниками
Передняя доля гипофиза		Гормон роста, или соматотропный гормон	СИТ	Стимулирует синтез белка и рост в целом
Передняя доля гипофиза		пролактин		Стимулирует продукцию и секрецию молока
Передняя доля гипофиза		β-липотропин	β-ЛПГ	?
Промежуточная доля гипофиза		Мелзнотропин	МТГ	Стимулирует синтез меланина у рыб, амфибий, рептилий (у людей стимулирует рост скелета (оссификация костей), увеличивает интенсивность метаболизма, теплопродукции, увеличивает утилизацию клетками белков, жиров, углеводов, стимулирует становление умственных функций после рождения ребенка
щитовидная железа		L-тироксин	Т4
		трийодтиронин	Т3
Кора надпочечников (сетчатая зона)		половые гормоны		Стимулируют продукцию дигидрогепиандростерону и андростендиона
Кора надпочечников (пучковая зона)		Глюкокортикоидов (кортизол)		Стимулирует глюконеогенез, противовоспалительное действие, подавляет иммунную систему
Кора надпочечников (клубочковая зона)		альдостерон		Увеличивает реабсорбцию ионов Na +, секрецию ионов К + в канальцах нефрона
мозговая вещество надпочечников		Адреналин, норадреналин		Активация альфа-, бета-адренорецепторов
яичники		эстрогены		Рост и развитие женских половых органов, пролиферативная фаза менструального цикла
яичники		прогестерон		Секреторная фаза менструального цикла
яичко		тестостерон		Сперматогенез, вторичные половые мужские признаки
Пара щитовидные железы		Парат гормон (паратиреоидний гормон)	ПТГ	Увеличивает концентрацию ионов Са 2+ в крови (деминерализация костей)
Щитовидная железа (С-клетки)	кальцитонин				Уменьшает концентрацию ионов Ca2 + в крови
Активация в почках	1,25-дигидроксихолекальциферол (кальцитриол)				Увеличивает всасывание в кишечнике ионов Са 2+
Поджелудочная железа - бета-клетки	инсулин				Уменьшает концентрацию глюкозы в крови
Поджелудочная железа - альфа-клетки	глюкагон				Увеличивает концентрацию глюкозы в крови
плацента	Хориональний гонадотропин человека				Увеличивает синтез эстрогена и прогестерона
плацента	Плацентарный лактоген человека				Действует подобно гормона роста и пролактина во время беременности

РИС. 6.3. Схема механизма действия гормона с образованием вторичного внутриклеточного посредника цАМФ. ГДФ - гуаниндифосфат, ГТФ - гуанинтрифосфат

ГДФ на гуанозинтрифосфат ГТФ (шаг 2) приводит к отрыву α-субъединицы, которая тут же взаимодействует с другими сигнальными белками, изменяя активность ионных каналов или клеточных ферментов - аденилатциклазы или фосфолипазы С - и функцию клетки.

Действие гормонов на клетки-мишени с образованием вторичного посредника цАМФ

Активированный мембранный фермент аденилатциклаза превращает АТФ на вторичный посредник - циклического аденозинмонофосфата цАМФ (шаг 3) (см. Рис. 6.3), который в свою очередь активирует фермент протеин киназу А (шаг 4), что приводит к фосфорилирования специфических белков (шаг 5) , следствием чего является изменение физиологической функции (шаг 6), например, образование новых мембранных каналов для ионов кальция, что приводит к росту силы сердечных сокращений.

Вторичный посредник цАМФ распадается под воздействием фермента фосфодиэстеразы в неактивной формы 5'-АМФ.

Некоторые гормоны (натрийуретический) взаимодействуют с тормозными G-белками, что приводит к снижению активности мембранных ферментов аденилатциклазы, уменьшение функции клетки.

Действие гормонов на клетки-мишени с образованием вторичных посредников - диацилглицеролу и инозитол-3-фосфат

Гормон образует комплекс с рецептором мембраны - ОС (шаг 1) (рис. 6.4) и через G-белок (шаг 2) активирует фосфолипазу С, прикрепленную к внутренней поверхности рецептора (шаг 3).

Под влиянием фосфолипазы С, которая гидролизует мембранные фосфолипиды (фосфатидилинозитолбифосфат), образуются два вторичных посредников - диацилглицерол (ДГ) и инозитол-3-фосфат (ИФ3) (шаг 4).

Вторичный посредник ИФ3 мобилизует выход ионов Са 2+ из митохондрий и эндоплазматического ретикулума (шаг 5), которые ведут себя как вторичные посредники. Ионы Ca2 + вместе с ДГ (липидный вторичный посредник) активируют фермент протеинкиназа С (шаг 6), которая фосфорилирует белки и вызывает изменение физиологических функций клетки-мишени.

Действие гормонов с помощью систем "кальций - кальмодулин", который выступает в роли вторичного посредника. Кальций при проникновении в клетку связывается с кальмодулином и активирует его. Активированный кальмодулин, в свою очередь, повышает активность протеинкиназы, которая приводит к фосфорилирования белков, изменения функций клетки.

Действие гормонов на генетический аппарат клетки

Жирорастворимые стероидные гормоны проходят сквозь мембрану клетки-мишени (шаг 1) (рис. 6.5), где связываются с белками-рецепторами цитоплазмы. Образованный комплекс ГР (шаг 2) диффундирует в ядро и связывается со специфическими участками ДНК хромосомы (шаг 3), активируя процесс транскрипции путем образования мРНК (шаг 4). мРНК переносит матрицу в цитоплазму, где обеспечивает процессы трансляции на рибосомах (шаг 5), синтез новых белков (шаг 6), что приводит к изменению физиологических функций.

Жирорастворимые тиреоидные гормоны - тироксин и трийодтиронин - проникают в ядро, где связывается с белком-рецептором, который представляет собой протеины, которые находятся на хромосомах ДНК. Эти рецепторы контролируют функцию как промоутеров, так и операторов генов.

Гормоны активируют генетические механизмы, которые находятся в ядре, благодаря чему производится более 100 типов клеточных белков. Многие из них являются ферментами, которые повышают метаболическую активность клеток организма. Однократно прореагировав с внутриклеточными рецепторами, тиреоидные гормоны обеспечивают контроль экспрессии гена на несколько недель.

Регуляция секреции гормонов

Регуляция секреции гормонов осуществляется несколькими механизмами:

1 Благодаря контура регуляции, который имеет обратную связь, передает информацию о концентрации в крови параметров гомеостаза (концентрацию глюкозы, ионов, величину осмотического давления и т.п.), которые регулируются именно этими гормонами.

РИС. 6.4. Механизм действия гормона с образованием вторичных внутриклеточных посредников ДГ, ИФ 3. ГДФ - гуаниндифосфат. ГТФ - гуанынтрифосфат, ИФ3 - инозиюл-3-фосфате

РИС. 6.5. Механизм действия жирорастворимых страданиях и тиреоидных гормонов на генетический аппарат клетки

2 Благодаря контура регуляции, который имеет обратную связь, передает непосредственно информацию о концентрации гормона в крови, является регулируемым параметром, к органу-производителя.

3 Путем регуляции количества рецепторов к гормону в клетках-мишенях.

4 Путем стимуляции автономной нервной системы (например, при стрессе клетки мозгового слоя надпочечников начинают выделять адреналин и норадреналин).

Регуляция секреции гормонов благодаря отрицательной обратной связи

Это самый распространенный принцип регуляции секреции гормонов, где регулируемыми параметрами являются параметры гомеостаза или концентрация гормона в крови. Информация каналом обратной связи передается в эндокринных желез, которые уменьшают секрецию конкретного гормона. В основе такой саморегуляции лежит отрицательная обратная связь, потому что гормоны опосредованно (через регулируемые параметры) или непосредственно (если их концентрация является регулируемым параметром) подавляют секрецию гормона.

Так, например, концентрация ионов Са 2+ в крови является регулируемым параметром и зависит от содержания в крови паратгормона (ПТГ), который секретируется паращитовидные железы и при уменьшении концентрации ионов кальция вызывает деминерализацию костей - депо кальция, следствием чего является рост его концентрации. При увеличении концентрации ионов Са 2+ в крови подавляется секреция ПТГ каналом отрицательной обратной связи (рис. 6.6).

Такой же принцип регуляции секреции гормонов имеет место в контуре регуляции, где регулируемым параметром является концентрация гормона в крови. Увеличение концентрации гормона в крови приводит к подавлению его секреции эндокринными клетками.

Источник: https://studbooks.net/80586/meditsina/fiziologiya

Смотрите также:





ЦЕНОВАЯ ПОЛИТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ООО «ДНС РИТЕЙЛ»
_archivetempпротивовоспалительные
_Роджерс Карл, Брак и его альтернативы
- Обратный порядок следования фаз 4
- Сопротивление изоляции 25
!_Лабораторные_работы_1_сем_ОУТС