Dom » Genetika » Mehanizam djelovanja steroidnih hormona. Mehanizam djelovanja steroidnih hormona Dijagram mehanizma djelovanja steroidnih hormona

Mehanizam djelovanja steroidnih hormona. Mehanizam djelovanja steroidnih hormona Dijagram mehanizma djelovanja steroidnih hormona

Biohemija hormona, V.250599

Ljudsko tijelo postoji kao cjelina zahvaljujući sistemu unutrašnjih veza, koji osigurava prijenos informacija iz jedne ćelije u drugu u istom tkivu ili između različitih tkiva. Bez ovog sistema nemoguće je održati homeostazu. U prenosu informacija između ćelija u višećelijskim živim organizmima učestvuju tri sistema: CENTRALNI NERVNI SISTEM (CNS), ENDOKRINI SISTEM (ŽLEZDE) i IMUNSKI SISTEM.

Metode prenosa informacija u svim ovim sistemima su hemijske. Posrednici u prenošenju informacija mogu biti SIGNALNI molekuli.

Ovi signalni molekuli uključuju četiri grupe supstanci: ENDOGENE BIOLOŠKI AKTIVNE SUPSTANCE (medijatori imunološkog odgovora, faktori rasta, itd.), NEUROMEDIJATORI, ANTITELA (imunoglobulini) i HORMONI.

B I O CH I M I I G O R M O N O V

HORMONI su biološki aktivne supstance, koji se sintetišu u malim količinama u specijalizovanim ćelijama endokrini sistem i kroz cirkulirajuće tečnosti (npr. krv) se isporučuju do ciljnih ćelija, gde vrše svoj regulatorni efekat.

Hormoni, kao i drugi signalni molekuli, dijele neka zajednička svojstva.

^ OPŠTA SVOJSTVA HORMONA.

1) oslobađaju se iz ćelija koje ih proizvode u ekstracelularni prostor;

2) nisu strukturne komponentećelije i ne koriste se kao izvor energije.

3) su u stanju da specifično komuniciraju sa ćelijama koje imaju receptore za ovaj hormon.

4) imaju veoma visoku biološku aktivnost – efikasno deluju na ćelije u veoma niske koncentracije(oko 10 -6 - 10 -11 mol/l).

^ MEHANIZMI DJELOVANJA HORMONA.

Hormoni utiču na ciljne ćelije.

CILJNE ĆELIJE su ćelije koje specifično stupaju u interakciju sa hormonima koristeći posebne receptorske proteine. Ovi receptorski proteini nalaze se na vanjskoj membrani ćelije, ili u citoplazmi, ili na nuklearnoj membrani i drugim organelama ćelije.

^ BIOHEMIJSKI MEHANIZMI PRENOSA SIGNALA SA HORMONA U CILJNU ĆELIJU.

Svaki receptorski protein sastoji se od najmanje dvije domene (regije) koje pružaju dvije funkcije:

- "prepoznavanje" hormona;

Transformacija i prijenos primljenog signala do ćelije.

Kako receptorski protein prepoznaje molekul hormona s kojim može stupiti u interakciju?

Jedan od domena receptorskog proteina sadrži regiju komplementarnu nekom dijelu signalnog molekula. Proces vezivanja receptora za signalni molekul sličan je procesu formiranja kompleksa enzim-supstrat i može se odrediti vrijednošću konstante afiniteta.

Većina receptora nije dobro shvaćena jer su njihova izolacija i pročišćavanje veoma teški, a sadržaj svakog tipa receptora u ćelijama je veoma nizak. Ali poznato je da hormoni u interakciji sa svojim receptorima na fizičko-hemijski način. Između molekula hormona i receptora nastaju elektrostatičke i hidrofobne interakcije. Kada se receptor veže za hormon, dolazi do konformacionih promena u proteinu receptora i aktivira se kompleks signalnog molekula sa proteinom receptora. U aktivnom stanju može izazvati specifične intracelularne reakcije kao odgovor na primljeni signal. Ako je poremećena sinteza ili sposobnost receptorskih proteina da se vežu za signalne molekule, nastaju bolesti – endokrini poremećaji. Postoje tri vrste takvih bolesti:

1. Povezan sa nedovoljnom sintezom receptorskih proteina.

2. Povezan sa promenama u strukturi receptora - genetski defekti.

3. Povezano sa blokiranjem receptorskih proteina antitelima.

^ MEHANIZMI DJELOVANJA HORMONA NA CILJNE ĆELIJE.

Ovisno o strukturi hormona, postoje dvije vrste interakcija. Ako je molekula hormona lipofilna (na primjer, steroidni hormoni), tada može prodrijeti u lipidni sloj vanjske membrane ciljnih stanica. Ako molekul ima velike veličine ili je polarna, onda je njegov prodor u ćeliju nemoguć. Stoga se za lipofilne hormone receptori nalaze unutar ciljnih ćelija, a za hidrofilne hormone receptori se nalaze u vanjskoj membrani.

U slučaju hidrofilnih molekula, mehanizam intracelularne transdukcije signala djeluje kako bi se dobio ćelijski odgovor na hormonski signal. To se dešava uz učešće supstanci koje se nazivaju "DRUGI POSREDNICI". Molekuli hormona su vrlo raznolikog oblika, ali "drugi glasnici" nisu.

Pouzdanost prijenosa signala obezbjeđuje vrlo visok afinitet hormona za njegov receptorski protein.

Koji su posrednici koji su uključeni u intracelularni prijenos humoralnih signala? To su ciklički nukleotidi (cAMP i cGMP), inozitol trifosfat, protein koji veže kalcij - kalmodulin, joni kalcija, enzimi uključeni u sintezu cikličkih nukleotida, kao i protein kinaze - enzimi fosforilacije proteina. Sve ove supstance su uključene u regulaciju aktivnosti pojedinačnih enzimskih sistema u ciljnim ćelijama.

Analizirajmo detaljnije mehanizme djelovanja hormona i intracelularnih medijatora. Postoje dva glavna načina prenošenja signala ciljnim stanicama od signalnih molekula s membranskim mehanizmom djelovanja:

^ 1. ADENILATNI CIKLAZNI (ILI GUANILATNI CIKLAZNI) SISTEMI

2. FOSFOINOZITIDNI MEHANIZAM

ADENILATNI CIKLAZNI SISTEM.

Glavne komponente: membranski proteinski receptor, G-protein, enzim adenilat ciklaza, gvanozin trifosfat, protein kinaze.

Osim toga, za normalno funkcionisanje sistem adenilat ciklaze, zahtijeva ATP.

Šema sistema adenilat ciklaze prikazana je na slici:

Kao što se vidi sa slike, receptorski protein, G-protein, pored kojeg se nalaze GTP i enzim (adenilat ciklaza), ugrađen je u ćelijsku membranu.

Do momenta djelovanja hormona ove komponente su u disociranom stanju, a nakon formiranja kompleksa signalne molekule sa receptorskim proteinom dolazi do promjena u konformaciji G proteina. Kao rezultat, jedna od podjedinica G-proteina stječe sposobnost vezanja za GTP.

G-protein-GTP kompleks aktivira adenilat ciklazu. Adenilat ciklaza počinje aktivno pretvarati ATP molekule u cAMP.

C-AMP ima sposobnost da aktivira posebne enzime - protein kinaze, koje kataliziraju reakcije fosforilacije. raznih proteina sa ATP-om. Istovremeno, ostaci fosforne kiseline uključeni su u sastav proteinskih molekula. Glavni rezultat ovog procesa fosforilacije je promjena aktivnosti fosforiliranog proteina. AT razne vrstećelije, proteini sa razl funkcionalna aktivnost. Na primjer, to mogu biti enzimi, nuklearni proteini, membranski proteini. Kao rezultat reakcije fosforilacije, proteini mogu postati funkcionalno aktivni ili neaktivni.

Takvi procesi će dovesti do promjena u brzini biohemijskih procesa u ciljnoj ćeliji.

Aktivacija sistema adenilat ciklaze traje veoma kratko vrijeme, jer G-protein, nakon vezivanja za adenilat ciklazu, počinje da pokazuje aktivnost GTPaze. Nakon hidrolize GTP, G-protein obnavlja svoju konformaciju i prestaje da aktivira adenilat ciklazu. Kao rezultat, reakcija formiranja cAMP se zaustavlja.

Pored učesnika u sistemu adenilat ciklaze, neke ciljne ćelije imaju receptorske proteine povezane sa G-proteinima, koji dovode do inhibicije adenilat ciklaze. Istovremeno, kompleks “GTP-G-protein” inhibira adenilat ciklazu.

Kada prestane formiranje cAMP-a, reakcije fosforilacije u ćeliji ne prestaju odmah: dokle god cAMP molekuli postoje, proces aktivacije protein kinaze će se nastaviti. Da bi se zaustavilo djelovanje cAMP-a, u stanicama postoji poseban enzim - fosfodiesteraza, koji katalizuje reakciju hidrolize 3,5"-ciklo-AMP u AMP.

Neke tvari koje imaju inhibitorni učinak na fosfodiesterazu (na primjer, alkaloidi kofein, teofilin) pomažu u održavanju i povećanju koncentracije ciklo-AMP u ćeliji. Pod uticajem ovih supstanci u organizmu, trajanje aktivacije sistema adenilat ciklaze postaje duže, odnosno povećava se dejstvo hormona.

Pored sistema adenilat ciklaze ili gvanilat ciklaze, postoji i mehanizam za prenošenje informacija unutar ciljne ćelije uz učešće jona kalcijuma i inozitol trifosfata.

Inozitol trifosfat je tvar koja je derivat kompleksnog lipida - inozitol fosfatida. Nastaje kao rezultat djelovanja posebnog enzima - fosfolipaze "C", koja se aktivira kao rezultat konformacijskih promjena u unutarćelijskoj domeni proteina membranskog receptora.

Ovaj enzim hidrolizira fosfoestersku vezu u molekulu fosfatidil-inositol-4,5-bisfosfata, što rezultira stvaranjem diacilglicerola i inozitol trifosfata.

Poznato je da formiranje diacilglicerola i inozitol trifosfata dovodi do povećanja koncentracije jonizovanog kalcijuma unutar ćelije. To dovodi do aktivacije mnogih proteina ovisnih o kalciju unutar stanice, uključujući aktivaciju različitih protein kinaza. I ovdje, kao iu slučaju aktivacije sistema adenilat ciklaze, jedna od faza prijenosa signala unutar ćelije je fosforilacija proteina, što dovodi do fiziološkog odgovora ćelije na djelovanje hormona.

Poseban protein koji vezuje kalcijum, kalmodulin, učestvuje u radu fosfoinozitidnog signalnog mehanizma u ciljnoj ćeliji. Ovo je protein niske molekularne težine (17 kDa), 30% se sastoji od negativno nabijenih aminokiselina (Glu, Asp) i stoga je sposoban da aktivno veže Ca +2. Jedna molekula kalmodulina ima 4 mjesta vezanja kalcijuma. Nakon interakcije sa Ca +2, dolazi do konformacionih promena u molekulu kalmodulina i kompleks "Ca +2 -kalmodulin" postaje sposoban da reguliše aktivnost (alosterički inhibira ili aktivira) mnogih enzima - adenilat ciklaze, fosfodiesteraze, Ca +2, Mg + 2-ATPaza i razne protein kinaze.

U različitim ćelijama, kada je kompleks “Ca +2-kalmodulin” izložen izoenzimima istog enzima (na primjer, adenilat ciklaza drugačiji tip) u nekim slučajevima se opaža aktivacija, au drugim inhibicija reakcije stvaranja cAMP. Takve razne efekte nastaju jer alosterični centri izoenzima mogu uključivati različite radikale aminokiselina i njihova će reakcija na djelovanje Ca +2-kalmodulinskog kompleksa biti različita.

Dakle, uloga "drugih glasnika" za prijenos signala iz hormona u ciljne stanice može biti:

Ciklični nukleotidi (c-AMP i c-GMP);

Ca ioni;

Kompleks “Sa-calmodulin”;

diacilglicerin;

Inozitol trifosfat

Mehanizmi za prenošenje informacija od hormona unutar ciljnih ćelija uz pomoć ovih medijatora imaju zajedničke karakteristike:

1. jedna od faza prenosa signala je fosforilacija proteina

2. prestanak aktivacije nastaje kao rezultat posebnih mehanizama koje iniciraju sami učesnici u procesima - postoje mehanizmi negativnih povratne informacije.

Hormoni su glavni humoralni regulatori fiziološke funkcije organizam, a njihova svojstva, biosintetski procesi i mehanizmi djelovanja danas su dobro poznati.

Znakovi po kojima se hormoni razlikuju od drugih signalnih molekula:

1. Sinteza hormona se odvija u posebnim ćelijama endokrinog sistema. Sinteza hormona je glavna funkcija endokrinih stanica.

2. Hormoni se luče u krv, češće u vensku, ponekad u limfu. Drugi signalni molekuli mogu doći do ciljnih stanica bez izlučivanja u cirkulirajuće tekućine.

3. Telekrini efekat (ili udaljeno dejstvo) - hormoni deluju na ciljne ćelije na velikoj udaljenosti od mesta sinteze.

Hormoni su vrlo specifične tvari u odnosu na ciljne stanice i imaju vrlo visoku biološku aktivnost.

^ HEMIJSKA STRUKTURA HORMONA.

Struktura hormona je drugačija. Trenutno je opisano i izolovano oko 160 različitih hormona višećelijskih organizama. By hemijska struktura Hormoni se mogu podijeliti u tri klase:

1. Protein-peptidni hormoni;

2. Derivati aminokiselina;

3. Steroidni hormoni.

U prvu klasu spadaju hormoni hipotalamusa i hipofize (u ovim žlezdama se sintetišu peptidi i neki proteini), kao i hormoni pankreasa i paratireoidne žlezde i jedan od hormona štitne žlijezde.

Druga klasa uključuje amine koji se sintetiziraju u nadbubrežnoj meduli i epifizi, kao i hormone štitnjače koji sadrže jod.

Treća klasa su steroidni hormoni, koji se sintetiziraju u korteksu nadbubrežne žlijezde i u spolnim žlijezdama. Po broju atoma ugljika, steroidi se međusobno razlikuju:

C 21 - hormoni kore nadbubrežne žlijezde i progesteron;

C 19 - muški polni hormoni - androgeni i testosteron;

Od 18 - ženski polni hormoni - estrogeni.

Zajedničko za sve steroide je prisustvo steranskog jezgra, što je prikazano na slici.

^ MEHANIZMI DJELOVANJA ENDOKRINOG SISTEMA.

Endokrini sistem je skup endokrinih žlezda i nekih specijalizovanih endokrinih ćelija u tkivima za koje endokrina funkcija nije jedini (na primjer, gušterača ima ne samo endokrinu, već i egzokrine funkcije). Svaki hormon je jedan od njegovih sudionika i kontrolira određene metaboličke reakcije. Istovremeno, postoje nivoi regulacije unutar endokrinog sistema - neke žlezde imaju sposobnost da kontrolišu druge.

^ OPŠTA ŠEMA IMPLEMENTACIJE ENDOKRINIH FUNKCIJA U TELU.

Ova šema uključuje viši nivoi regulacija u endokrinom sistemu - hipotalamusu i hipofizi, koji proizvode hormone koji sami utiču na procese sinteze i lučenja hormona drugih endokrinih ćelija.

Ista shema pokazuje da se brzina sinteze i lučenja hormona može mijenjati i pod utjecajem hormona iz drugih žlijezda ili kao rezultat stimulacije nehormonskim metabolitima.

Vidimo i prisustvo negativnih povratnih informacija (-) - inhibicija sinteze i (ili) sekrecije nakon eliminacije primarni faktor, što je izazvalo ubrzanje proizvodnje hormona.

Kao rezultat toga, sadržaj hormona u krvi se održava na određenom nivou, što zavisi od funkcionalno stanje organizam.

Osim toga, tijelo obično stvara malu rezervu pojedinačnih hormona u krvi (to se ne vidi na dijagramu). Postojanje takve rezerve je moguće jer su mnogi hormoni u krvi u stanju povezane sa posebnim transportnim proteinima. Na primjer, tiroksin je povezan s globulinom koji veže tiroksin, a glukokortikosteroidi su povezani s proteinom transkortinom. Dva oblika takvih hormona - povezani sa transportnim proteinima i slobodni - nalaze se u krvi u stanju dinamičke ravnoteže.

To znači da kada se slobodni oblici takvih hormona unište, vezani oblik će se disocirati i koncentracija hormona u krvi će se održavati na relativno konstantnom nivou. Dakle, kompleks hormona sa transportnim proteinom može se smatrati rezervom ovog hormona u organizmu.

Jedan od mnogih važna pitanja- ovo je pitanje kakve se promjene u metaboličkim procesima uočavaju pod djelovanjem hormona. Nazovimo ovu sekciju:

^ EFEKTI UOBLJENI U CILJNIM ĆELIJAMA POD UTJECEM HORMONA.

Veoma je važno da hormoni ne izazivaju novo metaboličke reakcije u ciljnoj ćeliji. Oni samo formiraju kompleks sa receptorskim proteinom. Kao rezultat prijenosa hormonskog signala u ciljnoj ćeliji, ćelijske reakcije se uključuju ili isključuju, dajući ćelijski odgovor.

U ovom slučaju, sljedeći glavni efekti mogu se uočiti u ciljnoj ćeliji:

1) Promena brzine biosinteze pojedinačnih proteina (uključujući proteine enzima);

2) Promena aktivnosti već postojećih enzima (na primer, kao rezultat fosforilacije - kao što je već prikazano na primeru sistema adenilat ciklaze;

3) Promjena permeabilnosti membrana u ciljnim stanicama za pojedinačne tvari ili ione (na primjer, za Ca +2).

Već je rečeno o mehanizmima prepoznavanja hormona - hormon stupa u interakciju sa ciljnom ćelijom samo u prisustvu posebnog receptorskog proteina (već je bilo riječi o strukturi receptora i njihovoj lokalizaciji u ćeliji). Dodajmo da vezivanje hormona za receptor zavisi od fizičko-hemijskih parametara medijuma – od pH i koncentracije raznih jona.

Od posebne važnosti je broj receptorskih proteinskih molekula na vanjskoj membrani ili unutar ciljne stanice. Mijenja se u zavisnosti od fiziološkog stanja organizma, kod bolesti ili pod uticajem lijekovi. A to znači da u različitim uslovima a reakcija ciljne ćelije na djelovanje hormona bit će drugačija.

Različiti hormoni se razlikuju fizička i hemijska svojstva a od toga zavisi i lokacija receptora za određene hormone. Uobičajeno je razlikovati dva mehanizma interakcije hormona sa ciljnim stanicama:

Membranski mehanizam - kada se hormon veže za receptor na površini vanjske membrane ciljne ćelije;

Intracelularni mehanizam – kada se receptor za hormon nalazi unutar ćelije, tj. u citoplazmi ili na intracelularnim membranama.

Hormoni sa membranskim mehanizmom djelovanja:

Svi proteini i peptidni hormoni, kao i amini (adrenalin, norepinefrin);

Intracelularni mehanizam djelovanja je:

Steroidni hormoni i derivati aminokiselina - tiroksin i trijodtironin.

Prijenos hormonskog signala u ćelijske strukture odvija se prema jednom od mehanizama. Na primjer, kroz sistem adenilat ciklaze ili uz učešće Ca +2 i fosfoinozitida. Ovo važi za sve hormone sa membranskim mehanizmom delovanja. Ali steroidni hormoni s intracelularnim mehanizmom djelovanja, koji obično reguliraju brzinu biosinteze proteina i imaju receptor na površini jezgra ciljne stanice, ne trebaju dodatne glasnike u ćeliji.

^ Značajke strukture proteinskih receptora za steroide.

Najviše proučavan je receptor za hormone kore nadbubrežne žlijezde - glukokortikosteroide (GCS). Ovaj protein ima tri funkcionalna regiona:

1 - za vezivanje za hormon (C-terminal)

2 - za vezivanje DNK (centralno)

3 - antigensko mjesto, istovremeno sposobno da modulira funkciju promotora u procesu transkripcije (N-terminal).

Funkcije svakog mjesta takvog receptora jasne su iz njihovih imena. Očigledno, ova struktura receptora za steroide im omogućava da utiču na brzinu transkripcije u ćeliji. To potvrđuje i činjenica da se pod djelovanjem steroidnih hormona selektivno stimulira (ili inhibira) biosinteza određenih proteina u ćeliji. U ovom slučaju se opaža ubrzanje (ili usporavanje) formiranja mRNA. Kao rezultat toga, mijenja se broj sintetiziranih molekula određenih proteina (često enzima) i mijenja se brzina metaboličkih procesa.

BIOSINTEZA i LUČENJE HORMONA RAZLIČITIH STRUKTURA

^ Protein-peptidni hormoni.

Tokom formiranja proteina i peptidnih hormona u ćelijama endokrine žlezde formira se polipeptid koji nema hormonsku aktivnost. Ali takav molekul u svom sastavu ima fragment(e) koji sadrži (e) sekvencu aminokiselina ovog hormona. Takav proteinski molekul naziva se pre-pro-hormon i ima (obično na N-kraju) strukturu koja se naziva vodeća ili signalna sekvenca (pre-). Ovu strukturu predstavljaju hidrofobni radikali i potrebna je za prolaz ove molekule iz ribozoma kroz lipidne slojeve membrane u cisterne endoplazmatskog retikuluma (ER). Istovremeno, tokom prolaska molekula kroz membranu, kao rezultat ograničene proteolize, odvaja se vodeća (pre-) sekvenca i unutar ER se pojavljuje prohormon. Zatim se kroz EPR sistem prohormon transportuje do Golgijevog kompleksa i tu se završava sazrevanje hormona. Opet, kao rezultat hidrolize pod djelovanjem specifičnih proteinaza, preostali (N-terminalni) fragment (pro-site) se odcjepljuje. Formirani hormonski molekul sa specifičnom biološkom aktivnošću ulazi u sekretorne vezikule i akumulira se do trenutka sekrecije.

Tokom sinteze hormona iz složenih proteina glikoproteina (na primjer, folikulostimulirajući (FSH) ili tireostimulirajući (TSH) hormoni hipofize), u procesu sazrijevanja, komponenta ugljikohidrata je uključena u strukturu hormona.

Može doći i do ekstraribozomalne sinteze. Tako se sintetiše tripeptid tiroliberin (hormon hipotalamusa).

^ Hormoni - derivati aminokiselina

Iz tirozina se sintetišu hormoni srži nadbubrežne žlijezde ADRENALIN i NORADRENALIN, kao i HORMONI ŠTITNE ŽOLBE KOJI SADRŽE JOD. Tokom sinteze adrenalina i norepinefrina, tirozin prolazi kroz hidroksilaciju, dekarboksilaciju i metilaciju uz učešće aktivnog oblika aminokiseline metionin.

AT štitne žlijezde dolazi do sinteze hormona koji sadrže jod trijodtironina i tiroksina (tetrajodtironina). U toku sinteze dolazi do jodiranja fenolne grupe tirozina. Od posebnog interesa je metabolizam joda u štitnoj žlijezdi. Molekul glikoproteina tiroglobulina (TG) ima molekulsku težinu veću od 650 kDa. Istovremeno, u sastavu TG molekula oko 10% mase čine ugljikohidrati, a do 1% jod. Zavisi od količine joda u hrani. TG polipeptid sadrži 115 ostataka tirozina, koji su jodirani jodom oksidiranim uz pomoć posebnog enzima - tiroperoksidaze. Ova reakcija se naziva jodna organizacija i javlja se u folikulima štitnjače. Kao rezultat toga, iz ostataka tirozina nastaju mono- i di-jodotirozin. Od toga, otprilike 30% ostataka može se pretvoriti u tri- i tetra-jodotironine kao rezultat kondenzacije. Kondenzacija i jodiranje se odvijaju uz učešće istog enzima, tiroperoksidaze. Dalje sazrijevanje hormona štitnjače događa se u stanicama žlijezda - TG se apsorbira u stanicama endocitozom i sekundarni lizozom nastaje kao rezultat fuzije lizosoma sa apsorbiranim TG proteinom.

Proteolitički enzimi lizosoma obezbeđuju hidrolizu TG i formiranje T 3 i T 4 , koji se oslobađaju u ekstracelularni prostor. A mono- i dijodotirozin se dejodiraju pomoću posebnog enzima dejodinaze i jod se može reorganizirati. Za sintezu tiroidnih hormona karakterističan je mehanizam inhibicije sekrecije po tipu negativne povratne sprege (T 3 i T 4 inhibiraju oslobađanje TSH).

^ Steroidni hormoni.

Steroidni hormoni se sintetišu iz holesterola (27 atoma ugljenika), a holesterol se sintetiše iz acetil-CoA.

Holesterol se pretvara u steroidne hormone kao rezultat sljedećih reakcija:

Rascjep bočnog radikala

Formiranje dodatnih bočnih radikala kao rezultat reakcije hidroksilacije uz pomoć posebnih enzima monooksigenaza (hidroksilaze) - najčešće na 11., 17. i 21. poziciji (ponekad u 18.). U prvoj fazi sinteze steroidnih hormona prvo se formiraju prekursori (pregnenolon i progesteron), a potom i drugi hormoni (kortizol, aldosteron, polni hormoni). Aldosteron, mineralokortikoidi se mogu formirati iz kortikosteroida.

^ LUČENJE HORMONA.

Reguliše CNS. Sintetizirani hormoni se akumuliraju u sekretornim granulama. Pod uticajem nervnih impulsa ili pod utjecajem signala drugih endokrinih žlijezda (tropski hormoni), kao rezultat egzocitoze, dolazi do degranulacije i hormon se oslobađa u krv.

Mehanizmi regulacije u cjelini predstavljeni su u shemi mehanizma za implementaciju endokrine funkcije.

^ TRANSPORT HORMONA.

Transport hormona je određen njihovom rastvorljivošću. Hormoni koji su hidrofilni po prirodi (na primjer, proteinsko-peptidni hormoni) obično se prenose krvlju do slobodnoj formi. Steroidni hormoni, tiroidni hormoni koji sadrže jod, transportuju se u obliku kompleksa sa proteinima krvne plazme. To mogu biti specifični transportni proteini (transportni globulini male molekularne težine, protein koji vezuje tiroksin; transportni protein kortikosteroida transkortin) i nespecifični transport (albumini).

Već je rečeno da je koncentracija hormona u krvotoku vrlo niska. I može se mijenjati u skladu sa fiziološkim stanjem tijela. Sa smanjenjem sadržaja pojedinih hormona razvija se stanje koje se karakterizira kao hipofunkcija odgovarajuće žlijezde. Suprotno tome, povećanje sadržaja hormona je hiperfunkcija.

Konstantnost koncentracije hormona u krvi osiguravaju i procesi katabolizma hormona.

^ KATABOLIZAM HORMONA.

Protein-peptidni hormoni prolaze kroz proteolizu, razlažu se na pojedinačne aminokiseline. Ove aminokiseline dalje ulaze u reakcije deaminacije, dekarboksilacije, transaminacije i razlažu se do konačnih proizvoda: NH 3, CO 2 i H 2 O.

Hormoni – derivati aminokiselina podležu oksidativnoj deaminaciji i daljoj oksidaciji do CO 2 i H 2 O. Steroidni hormoni se različito razlažu. U tijelu ne postoje enzimski sistemi koji bi osigurali njihov razgradnju. Šta se dešava tokom njihovog katabolizma?

U osnovi, bočni radikali su modificirani. Uvedene su dodatne hidroksilne grupe. Hormoni postaju hidrofilniji. Formiraju se molekule koje su strukture sterana, u kojima se keto grupa nalazi na 17. poziciji. U ovom obliku, produkti katabolizma steroidnih polnih hormona izlučuju se urinom i nazivaju se 17-KETOSTEROIDI. Određivanje njihove količine u urinu i krvi pokazuje sadržaj polnih hormona u organizmu.

Mehanizam djelovanja tiroidnih hormona na ciljne stanice

Hormoni T3 i T4 su hormoni rastvorljivi u mastima koji se transportuju kroz membranu u citoplazmu ciljne ćelije (korak 1) i vezuju se za receptore štitnjače u jezgru (korak 2). Formirani GR kompleks stupa u interakciju s DNK (korak 3), stimulira procese transkripcije - formiranje mRNA (korak 4) i, kao rezultat, sintezu novih proteina na ribosomima (korak 5), što dovodi do promjene funkcije ciljne ćelije (korak 6) (slika 6.13).

Uloga hormona štitnjače u procesima rasta, mentalni razvoj i metabolizam

Utjecaj hormona na rast. Hormoni štitnjače, kao sinergisti hormona rasta i somatomedina (IGF-I), u fiziološkim koncentracijama stimuliraju rast i razvoj skeleta potencirajući sintezu proteina u ciljnim stanicama, uključujući hondrocite i skeletne mišiće.

Hormoni također doprinose okoštavanju kostiju - zatvaranju epifiznih zona rasta. Uz njihov nedostatak, zone rasta se ne zatvaraju dugo vremena i razvoj kostiju zaostaje za hronološkom starošću.

Uticaj hormona na CNS. Razvoj centralnog nervnog sistema kod dece nakon rođenja vrši se uz obavezno učešće

RICE. 6.13. Shema mehanizma djelovanja hormona štitnjače i njihov glavni učinak na tjelesne funkcije. 1-6 - slijed reakcije hormona sa strukturama jezgra i sistemom za sintezu novih proteina

tiroidni hormoni. Doprinose mijelinizaciji i grananju procesa neurona mozga, razvoju mentalnih funkcija. Najveći uticaj se manifestuje na korteksu veliki mozak, bazalni gangliji, curl. U nedostatku tiroidnih hormona u perinatalnom periodu postoji mentalna retardacija - kretenizam. Postoji vrlo kratak period vrijeme nakon rođenja kada zamjenska terapija hormoni mogu doprinijeti normalnom mentalnom razvoju. Stoga je važno otkriti nedostatak hormona i prije rođenja djeteta.

Kod odraslih se normalne mentalne funkcije, pamćenje i brzina refleksnih reakcija održavaju uz sudjelovanje hormona štitnjače direktno i indirektno, zbog povećanja broja adrenoreceptora u neuronima CNS-a.

Osobe koje imaju višak hormona štitnjače postaju razdražljive, nemirne, ubrzava se brzina misaonih procesa. Kod osoba s nedostatkom procesa štitnjače, misaoni procesi se usporavaju, pamćenje se pogoršava, a brzina refleksnih reakcija se smanjuje.

Utjecaj hormona na brzinu metabolizma. Intenzitet metabolizma u mirovanju pod uticajem hormona se povećava, što je posebno vidljivo u uslovima viška hormona štitnjače. Do povećanja intenziteta metabolizma dolazi u gotovo svim ciljnim stanicama, s izuzetkom mozga, testisa, limfni čvorovi, slezena, adenohipofiza. Povećava se apsorpcija kisika, stvaranje topline.

Povećanje intenziteta metabolizma pod dejstvom hormona štitnjače u osnovi može uticati na sintezu ćelijskog enzima proteina - natrijum-kalijum ATP-aze, koji se nalazi u ćelijskim membranama. Zauzvrat, intenzivan rad natrijum-kalijum pumpi povećava intenzitet metabolizma.

Utjecaj hormona na metabolizam ugljikohidrata. Hormoni štitnjače u fiziološkim koncentracijama potenciraju djelovanje inzulina i potiču glikogenezu i korištenje glukoze.

Povećanjem koncentracije hormona (za vrijeme stresa ili farmakološki) nastaje hiperglikemija zbog potenciranja glikogenoliza, uzrokovano adrenalinom. raste glukoneogeneza, oksidacija i apsorpcija glukoze u crijevima sekundarnim aktivnim transportom.

Utjecaj hormona na metabolizam proteina. Hormoni štitnjače u fiziološkim koncentracijama imaju anabolički učinak – stimuliraju sintezu proteina, ali u visokim koncentracijama uzrokuju njihov katabolizam.

Uticaj hormona na metabolizam masti. Hormoni štitnjače stimulišu sve aspekte metabolizam masti- sinteza lipida, njihova mobilizacija i upotreba. Povećanje njihove koncentracije dovodi do lipoliza- smanjenje koncentracije triglicerida, fosfolipida u krvi i povećanje slobodnih masne kiseline i glicerin. Pod uticajem hormona povećava se broj receptora lipoproteina niske gustine (LDL) i smanjuje se broj holesterola u jetri. To dovodi do povećanja izlučivanja holesterol iz organizma, smanjujući njegov nivo u krvi.

Metabolizam vitamini rastvorljivi u mastima je i pod uticajem hormona štitnjače – neophodni su za sintezu vitamina A iz karotena i njegovu transformaciju u retinen.

Uticaj hormona na autonomnu nervni sistem je da se u ciljnim ćelijama povećava broj beta-adrenergičkih receptora, koji se sintetiziraju pod uticajem tiroidnih hormona, što dovodi do povećanja efekta kateholamina u efektorskim ćelijama.

Utjecaj hormona na visceralne sisteme. cirkulatorni sistem. Otkucaji srca se ubrzavaju zbog povećanja broja β-adrenergičkih receptora u pejsmejkeru i povećanja uticaja kateholamina; sila kontrakcije - povećava se kao rezultat povećanja skupa teških lanaca α-miozina u kardiomiocitima, koji imaju visoku aktivnost ATPaze.

Respiratornog sistema. Ventilacija pluća se produbljuje, što je adaptivni odgovor na povećanje unosa kisika s povećanjem brzine metabolizma.

Hormoni utiču na ciljne ćelije.

ciljne ćelije- To su ćelije koje specifično stupaju u interakciju sa hormonima koristeći posebne receptorske proteine. Ovi receptorski proteini nalaze se na vanjskoj membrani ćelije, ili u citoplazmi, ili na nuklearnoj membrani i drugim organelama ćelije.

Biohemijski mehanizmi prijenosa signala od hormona do ciljne stanice.

Svaki receptorski protein sastoji se od najmanje dvije domene (regije) koje pružaju dvije funkcije:

prepoznavanje hormona;

konverzija i prijenos primljenog signala do ćelije.

Kako receptorski protein prepoznaje molekul hormona s kojim može stupiti u interakciju?

Postoje tri vrste takvih bolesti.

Povezan sa nedovoljnom sintezom receptorskih proteina.

Povezan s promjenom strukture receptora - genetski defekti.

Povezan sa blokiranjem receptorskih proteina antitelima.

Mehanizmi djelovanja hormona na ciljne stanice.

Ovisno o strukturi hormona, postoje dvije vrste interakcija. Ako je molekula hormona lipofilna (na primjer, steroidni hormoni), tada može prodrijeti u lipidni sloj vanjske membrane ciljnih stanica. Ako je molekul velik ili polarni, tada je njegov prodor u ćeliju nemoguć. Dakle, za lipofilne hormone receptori se nalaze unutar ciljnih ćelija, dok se za hidrofilne hormone receptori nalaze u vanjskoj membrani.

U slučaju hidrofilnih molekula, mehanizam intracelularne transdukcije signala djeluje kako bi se dobio ćelijski odgovor na hormonski signal. To se dešava uz učešće supstanci, koje se nazivaju drugi posrednici. Molekuli hormona su vrlo raznolikog oblika, ali "drugi glasnici" nisu.

Pouzdanost prijenosa signala obezbjeđuje vrlo visok afinitet hormona za njegov receptorski protein.

Koji su posrednici koji su uključeni u intracelularni prijenos humoralnih signala?

To su ciklički nukleotidi (cAMP i cGMP), inozitol trifosfat, protein koji veže kalcij - kalmodulin, joni kalcija, enzimi uključeni u sintezu cikličkih nukleotida, kao i protein kinaze - enzimi fosforilacije proteina. Sve ove supstance su uključene u regulaciju aktivnosti pojedinačnih enzimskih sistema u ciljnim ćelijama.

Analizirajmo detaljnije mehanizme djelovanja hormona i intracelularnih medijatora.

Postoje dva glavna načina prenošenja signala ciljnim stanicama od signalnih molekula s membranskim mehanizmom djelovanja:

sistemi adenilat ciklaze (ili gvanilat ciklaze);

fosfoinozitidni mehanizam.

sistem adenilat ciklaze.

Glavne komponente: membranski proteinski receptor, G-protein, enzim adenilat ciklaze, gvanozin trifosfat, protein kinaze.

Osim toga, ATP je neophodan za normalno funkcioniranje sistema adenilat ciklaze.

Protein receptora, G-protein, pored kojeg se nalaze GTP i enzim (adenilat ciklaza), ugrađen je u ćelijsku membranu.

G-protein-GTP kompleks aktivira adenilat ciklazu. Adenilat ciklaza počinje aktivno pretvarati ATP molekule u cAMP.

cAMP ima sposobnost da aktivira posebne enzime - protein kinaze, koje kataliziraju reakcije fosforilacije različitih proteina uz sudjelovanje ATP-a. Istovremeno, ostaci fosforne kiseline uključeni su u sastav proteinskih molekula. Glavni rezultat ovog procesa fosforilacije je promjena aktivnosti fosforiliranog proteina. U različitim tipovima ćelija, proteini sa različitim funkcionalnim aktivnostima prolaze kroz fosforilaciju kao rezultat aktivacije sistema adenilat ciklaze. Na primjer, to mogu biti enzimi, nuklearni proteini, membranski proteini. Kao rezultat reakcije fosforilacije, proteini mogu postati funkcionalno aktivni ili neaktivni.

Takvi procesi će dovesti do promjena u brzini biohemijskih procesa u ciljnoj ćeliji.

Aktivacija sistema adenilat ciklaze traje vrlo kratko, jer G-protein, nakon vezivanja za adenilat ciklazu, počinje da ispoljava aktivnost GTPaze. Nakon hidrolize GTP, G-protein obnavlja svoju konformaciju i prestaje da aktivira adenilat ciklazu. Kao rezultat, reakcija formiranja cAMP se zaustavlja.

Pored učesnika u sistemu adenilat ciklaze, neke ciljne ćelije imaju receptorske proteine povezane sa G-proteinima, koji dovode do inhibicije adenilat ciklaze. U isto vrijeme, GTP-G-proteinski kompleks inhibira adenilat ciklazu.

Pored sistema adenilat ciklaze ili gvanilat ciklaze, postoji i mehanizam za prenos informacija unutar ciljne ćelije uz učešće jona kalcijuma i inozitol trifosfata.

Inozitol trifosfat je supstanca koja je derivat kompleksnog lipida - inozitol fosfatida. Nastaje kao rezultat djelovanja posebnog enzima - fosfolipaze "C", koja se aktivira kao rezultat konformacijskih promjena u unutarćelijskoj domeni proteina membranskog receptora.

Ovaj enzim hidrolizira fosfoestersku vezu u molekulu fosfatidil-inositol-4,5-bisfosfata, što rezultira stvaranjem diacilglicerola i inozitol trifosfata.

Poseban protein koji vezuje kalcijum, kalmodulin, učestvuje u radu fosfoinozitidnog signalnog mehanizma u ciljnoj ćeliji. Ovo je protein niske molekularne težine (17 kDa), 30% se sastoji od negativno nabijenih aminokiselina (Glu, Asp) i stoga je sposoban aktivno vezati Ca + 2. Jedna molekula kalmodulina ima 4 mjesta vezanja kalcijuma. Nakon interakcije sa Ca + 2 dolazi do konformacijskih promjena u molekuli kalmodulina i kompleks Ca + 2-kalmodulina postaje sposoban regulisati aktivnost (alosterički inhibirati ili aktivirati) mnogih enzima - adenilat ciklaze, fosfodiesteraze, Ca + 2, Mg + 2 -ATPaza i razne protein kinaze.

U različitim ćelijama, kada je kompleks Ca + 2-kalmodulina izložen izoenzimima istog enzima (na primjer, adenilat ciklazi različitih tipova), u nekim slučajevima se opaža aktivacija, a u drugim inhibicija reakcije stvaranja cAMP-a. . Ovako različiti efekti nastaju jer alosterični centri izoenzima mogu uključivati različite radikale aminokiselina i njihov će odgovor na djelovanje Ca + 2-kalmodulinskog kompleksa biti različit.

Dakle, uloga "drugih glasnika" za prijenos signala iz hormona u ciljne stanice može biti:

ciklički nukleotidi (c-AMP i c-GMP);

kompleks "Sa-calmodulin";

diacilglicerol;

inozitol trifosfat.

Mehanizmi prijenosa informacija sa hormona unutar ciljnih stanica uz pomoć gore navedenih medijatora imaju zajedničke karakteristike:

jedna od faza prijenosa signala je fosforilacija proteina;

do prekida aktivacije dolazi kao rezultat posebnih mehanizama koje iniciraju sami učesnici u procesima – postoje mehanizmi negativne povratne sprege.

Hormoni su glavni humoralni regulatori fizioloških funkcija tijela, a njihova svojstva, biosintetski procesi i mehanizmi djelovanja danas su dobro poznati.

Karakteristike po kojima se hormoni razlikuju od drugih signalnih molekula su sljedeće.

Sinteza hormona se odvija u posebnim ćelijama endokrinog sistema. Sinteza hormona je glavna funkcija endokrinih stanica.

Hormoni se luče u krv, češće u vensku, ponekad u limfu. Drugi signalni molekuli mogu doći do ciljnih stanica bez izlučivanja u cirkulirajuće tekućine.

Telekrini efekat (ili udaljena akcija)- hormoni djeluju na ciljne stanice na velikoj udaljenosti od mjesta sinteze.

Hormoni su vrlo specifične tvari u odnosu na ciljne stanice i imaju vrlo visoku biološku aktivnost.

Steroidni hormoni (slika 6.3) imaju dva načina djelovanja na ćelije: 1) klasični genomski ili spori i 2) brzi negenomski. Genomski mehanizam akcije
Genomski mehanizam djelovanja na ciljne stanice počinje transmembranskim prijenosom molekula steroidnih hormona u ćeliju (zbog njihove topljivosti u lipidnom dvosloju). stanične membrane), nakon čega slijedi vezivanje hormona za protein citoplazmatskog receptora.

Ova veza sa receptorskim proteinom neophodna je za ulazak steroidnog hormona u jezgro, gde on stupa u interakciju sa nuklearnim receptorom. Naknadna interakcija hormonsko-nuklearnog receptorskog kompleksa sa akceptorom hromatina, specifičnim kiselim proteinom i DNK uključuje: aktivaciju specifične transkripcije mRNA, sintezu transportne i ribosomske RNK, procesiranje primarnih RNK transkripata i transport mRNA u citoplazmu, translaciju mRNA na dovoljnom nivou transportne RNK sa sintezom proteina i enzima u ribosomima. Sve ove pojave zahtevaju dugotrajno (sati, dani) prisustvo hormonsko-receptorskog kompleksa u jezgru. Negenomski mehanizam djelovanja
Efekti steroidnih hormona se ne pojavljuju samo nakon nekoliko sati, što je potrebno za nuklearni utjecaj, neki se javljaju vrlo brzo, u roku od nekoliko minuta. To su efekti kao što su povećanje propusnosti membrane, povećanje transporta glukoze i aminokiselina, oslobađanje lizosomskih enzima i promjene u energiji mitohondrija. Među brzim negenomskim efektima steroidnih hormona je, na primjer, povećanje unutar 5 minuta nakon primjene ukupnog perifernog aldosterona kod ljudi. vaskularni otpor i krvni pritisak, promene u transportu natrijuma kroz membranu eritrocita (uglavnom bez jezgra) pod uticajem aldosterona u in vitro eksperimentima, brzi ulazak Ca2+ u ćelije endometrijuma pod uticajem estrogena, itd. Mehanizam negenomskog djelovanje steroidnih hormona je da se vežu za plazma membranaćelije sa specifičnim receptorima i aktivacijom kaskadnih reakcija sekundarnih sistema glasnika, na primer fosfolipaze C, inozitol-3-fosfata, jonizovanog Ca2+, protein kinaze C. Pod uticajem steroidnih hormona, sadržaj cAMP i cGMP može porasti u ćelija. Negenomski efekat steroidnih hormona

Rice. 6.3. Dijagram puteva djelovanja steroidnih hormona.
1 - klasični genomski put djelovanja (hormon prodire kroz staničnu membranu i citoplazmu u jezgro, gdje nakon interakcije s nuklearnim receptorom djeluje na ciljne gene, aktivirajući ih). 2a i 26 - negenomski putevi djelovanja kroz membranske receptore: 2a - putevi povezani sa membranskim enzimom i formiranjem drugog glasnika koji dovode do aktivacije protein kinaza. Potonji, kroz fosforilaciju u jezgru koaktivatorskog proteina (CKA), aktiviraju ciljne gene; 26 - putevi povezani s ionskim kanalima stanične membrane, zbog čega kompleks hormona-receptora aktivira ionske kanale, mijenjajući ekscitabilnost stanice. 3 - alternativni negenomski put djelovanja (molekul hormona, prodirući kroz membranu u citoplazmu, stupa u interakciju sa citosolnim receptorom, što dovodi do aktivacije citosolnih kinaza.

mogu se realizovati i nakon njihovog vezivanja za citoplazmatske receptore. Deo negenomskih efekata steroidnih hormona je posledica njihove interakcije sa receptorima povezanim sa mehanizmom kapije membranskih jonskih kanala. nervne celije, tako da su modulatori, na primjer, glicin-, serotonin- ili gama-aminobutirategičnih neurona. Konačno, otapanjem u lipidnom dvosloju membrane, steroidni hormoni se mogu promijeniti fizička svojstva membrane, kao što je njena fluidnost ili permeabilnost za hidrofilne molekule, što je takođe negenomski efekat.
Dakle, mehanizmi djelovanja hormona različite kemijske strukture imaju ne samo razlike, već i zajedničke karakteristike. Poput steroida, peptidni hormoni imaju sposobnost da selektivno utiču na transkripciju gena u jezgru ćelije. Ovaj efekat peptidnih hormona može se realizovati ne samo sa površine ćelije tokom formiranja sekundarnih glasnika, već i kroz ulazak peptidnih hormona u ćeliju usled internalizacije kompleksa hormon-receptor.

Više o temi Mehanizam djelovanja steroidnih hormona:

Hemijska priroda i opći mehanizmi djelovanja hormona
Regulatorne funkcije hormona u stanicama koje kombiniraju proizvodnju hormona i neendokrine funkcije Regulatorne funkcije hormona placente

Konačni efekti hormona na ćelijskom nivou mogu biti promene u metabolizmu, propusnosti membrane za različite supstance (joni, glukoza i dr.), procesi rasta, diferencijacije i deobe ćelija, kontraktilna ili sekretorna aktivnost itd. Implementacija ovih efekti počinju vezivanjem hormona sa specifičnim ćelijskim receptorskim proteinima: membranskim ili intracelularnim (citoplazmatskim i nuklearnim). Efekat djelovanja hormona kroz membranske receptore manifestira se relativno brzo (u roku od nekoliko minuta), a kroz intracelularne receptore - polako (od pola sata ili više).

Djelovanje preko membranskih receptora tipično je za proteinsko-peptidne hormone i derivate aminokiselina. Ovi hormoni (sa izuzetkom hormona štitnjače) su hidrofilni i ne mogu prodrijeti kroz bilipidni sloj plazmaleme. Dakle, hormonski signal se prenosi u ćeliju duž relativno dugog lanca, koji u opštem slučaju izgleda ovako: hormon -> membranski receptor -> membranski enzim -> drugi glasnik -> protein kinaza -> unutarćelijski funkcionalni proteini -> fiziološki efekat.

Shodno tome, djelovanje hormona preko membranskih receptora ostvaruje se u nekoliko faza:

1) interakcija hormona sa membranskim receptorom dovodi do promjene konformacije receptora i njegove aktivacije;

2) receptor aktivira (rijetko inhibira) membranski enzim povezan s njim;

3) enzim mijenja koncentraciju u citoplazmi jedne ili druge tvari niske molekularne težine - sekundarnog glasnika,

4) sekundarni glasnik aktivira određenu citoplazmatsku protein kinazu – enzim koji katalizira fosforilaciju i promjene funkcionalnih svojstava proteina;

5) protein kinaza mijenja aktivnost intracelularnih funkcionalnih proteina koji reguliraju unutarstanične procese (enzime, jonske kanale, kontraktilne proteine, itd.), što rezultira jednim ili drugim konačnim djelovanjem hormona, na primjer, ubrzavanjem sinteze ili razgradnje glikogena, pokretanje mišićne kontrakcije itd.

Trenutno su poznata četiri tipa enzima povezanih sa membranskim hormonskim receptorima i pet glavnih sekundarnih glasnika (slika 1, tabela 1).

Rice. 1. Glavni sistemi transmembranskog prijenosa hormonskog signala.

Oznake: G - hormoni; R - membranski receptori; G - G proteini; F - tirozin-

kinaza; G C - gvanilat ciklaza; A C ~ adenilat ciklaza; F.P C - fosfolipaza C; fl - membranski fosfolipidi; ITP - inozitol trifosfat, DAT - diacilglicerol; EPR - endoplazmatski retikulum; PC - razne protein kinaze.

Tabela 1

Membranski enzimi i sekundarni glasnici koji posreduju djelovanje hormona preko membranskih receptora

Membranski enzim	Sekundarni posrednici	Glavni aktivirajući hormoni
Tirozin kinaza		insulin, hormon rasta, prolaktin
Gvanilat ciklaza		atrijalni natriuretski hormon
Adenilat ciklaza		mnogi hormoni, npr. adrenalin preko 3-adrenergičkih receptora
Fosforilaza C		mnogi hormoni, npr. adrenalin preko ad adrenergičkih receptora

U zavisnosti od toga kako se vrši veza između receptora i membranskog enzima, razlikuju se dva tipa receptora: 1) katalitički receptori; 2) receptori vezani za G-proteine.

Katalitički receptori: receptor i enzim su direktno povezani (može biti jedan molekul sa dva funkcionalna mesta). Membranski enzimi na ovim receptorima mogu biti:

Tirozin kinaza (vrsta protein kinaze); djelovanje hormona preko receptora tirozin kinaze ne zahtijeva prisustvo sekundarnih glasnika;

Gvanilat ciklaza katalizira formiranje cikličkog GMP drugog glasnika (cGMP) iz GTP-a.

Receptori vezani za G protein: signal iz molekula receptora se prvo prenosi na specifični membranski G protein1, koji zatim aktivira ili inhibira specifični membranski enzim, koji može biti:

Adenilat ciklaza - katalizuje stvaranje sekundarnog glasnika cikličkog AMP (cAMP) iz ATP-a;

Fosfolipaza C katalizira stvaranje dva sekundarna glasnika iz membranskih fosfolipida: inozitol trifosfata (ITP) i diacilglicerola (DAG). DAG stimulira protein kinazu i također je prekursor prostaglandina i sličnih biološki aktivnih supstanci. Glavni efekat ITP-a je povećanje sadržaja u citoplazmi drugog sekundarnog glasnika - jona Ca 2+, koji ulaze u citosol kroz ionske kanale plazma membrane (iz ekstracelularnog okruženja) ili intracelularne depoe Ca 2+ (endoplazmatski retikulum i mitohondrije). . Ca2+ joni sprovode svoje fiziološko djelovanje, po pravilu, u sprezi sa proteinom kalmodulina.

Djelovanje preko intracelularnih receptora tipično je za steroidne i tiroidne hormone, koji su zbog svoje topljivosti u lipidima u stanju da prodru kroz ćelijske membrane u ćeliju i njeno jezgro (slika 2).

U interakciji s nuklearnim receptorima, ovi hormoni utječu na procese diobe stanica i implementaciju genetskih informacija (ekspresija gena), posebno regulišu brzinu biosinteze funkcionalnih ćelijskih proteina - enzima, receptora, peptidnih hormona itd.

Kao rezultat djelovanja hormona na citoplazmatske receptore mijenja se aktivnost ćelijskih organela, na primjer, intenzitet biološke oksidacije u mitohondrijima ili sinteza proteina u ribosomima.

U kombinaciji s citoplazmatskim receptorima, hormoni mogu prodrijeti u jezgro, djelujući na isti način kao i kroz nuklearne receptore.

Fig.2. Mehanizmi intracelularnog djelovanja hormona.

Oznake: G - hormoni; Rh - nuklearni receptori; Rif - citoplazmatski receptori.

Podijeli: