Механизмът на действие на хормони

Механизмът на действие на хормони зависи от способността за проникване през плазмената мембрана на клетката. Разтворим протеин-пептидни хормони и адреналин не преминават през плазмената мембрана, и взаимодействат със специфични мембранни рецептори. Поради взаимодействието включени вътреклетъчен пренос на информация пътека, която регулира клетъчния метаболизъм и различни клетъчни процеси. На нивото на плазмената мембрана на обмен на информация се извършва чрез последователно променя конформацията на мембранни протеини (рецептор, халки) и ензим. Последно намира на вътрешната страна на мембраната и катализира образуването на ниско молекулно вещество - втори месинджър, пратеник. Дифузия на втори месинджър осигурява бързо размножаване сигнал през ензимите клетъчно-специфичен или други протеини, които реализират клетъчен отговор към първичния сигнал - хормон или друго вещество (например, лекарство, бактериален токсин) способност за свързване с хормон плазмен мембранен рецептор.

Директен Целта на действие на вторични посредници са протеинови ензими, които се активират чрез фосфорилиране или инхибират специфични клетъчни протеини. Всички компоненти съставляват система (каскада) и да осигури ефективно предаване и усилване на сигнала на съответния хормон.

Първият е открит mesendzhernih система аденилат циклаза в който втори месинджър е цикличен AMP. Реакционната Структура сАМР синтез, която катализира мембранно свързан аденилат циклаза и разпадането реакционната под действието на фосфодиестераза по-рано. Сигналът от хормон рецептор към аденилат циклаза предавани G-протеини са два вида: Gs протеин активира аденилат циклаза, а Gi-протеин инхибира. G-протеини са съставени от два вида алфа, бета и гама субединици, където различни алфа субединици имат места за свързване GTP и БВП свързан и може да се хидролизира GTP до БВП и неорганичен фосфат. Преди включване на системата G-протеин съдържа свързан с алфа-субединицата на БВП и не взаимодействат с аденилатциклаза.

хормон присъединяване причинява конформационни промени в рецептор и G-протеин. Последно бързо се свързва GTP вместо БВП и в такава форма се променя активността на аденилат циклаза (активира или инхибира, в зависимост от вида). Едновременно стимулирани GTPase активност на G-протеини и след прехода в аденилат циклаза активирането на GTP БВП престава. Протеин рецептор, G-протеин и каталитична субединица на аденилат циклаза заедно съдържат аденилат циклаза комплекс. Трансмембранен комплексен сигнал завършва образуването на сАМР. Освен сигнализиране, свързано с действието на компонентите на вътреклетъчните сАМР adenilattsiklaznoi система (фиг. 4.2).
Чрез активиране на системата се осъществява adenilattsiklaznoi действие на адреналин (когато са свързани с бета-рецептори), глюкагон, АСТН, TSH, гонадотропин и редица други хормони. Във всеки случай, растежа на клетките-мишени в концентрация сАМР индуцира активиране на протеин киназа А вид и тяхното фосфорилиране на специфични протеини и ензими. сАМР-зависимо фосфорилиране води до активирането или инхибирането на ключови ензими в различни метаболитни цикли. Работа adenilattsiklaznoi система е описана подробно при разглеждане на регулирането на гликоген метаболизъм, където адреналин задейства активирането на гликоген фосфорилаза каскада и инактивиращи гликоген. В многостепенен система е важна, тъй като в този първоначален процес хормонална каскада множество сигнали опит да спечелят.

Когато са изложени на соматостатин на прицелни клетки, ангиотензин II, неврохормони енкефалини и ендорфини, както и при свързване на катехоламини с алфа2 рецептори сигнал от рецептора се предава чрез Г и протеини, което води до инхибиране на аденилат циклазна активност, намаляване на клетъчната сАМР и активността на съответния протеин ,

На сигналния път на аденилат циклаза в клетка, засегната от някои бактериални екзотоксини. Например, токсин, който образува Vibrio холерният, катализира реакцията на прехвърляне на ADP-рибоза от NAD на алфа веригата на Gs протеин (реакция рибозилиране), който преобразува протеин постоянно активно състояние със загуба на чувствителност към хормонални сигнали. В резултат на клетки на червата увеличава ниво на сАМР, което води до интензивно отделяне на чревните сокове. Ето защо, когато холера бързо дойде тежка диария и дехидратация. Коклюш екзотоксин рибозилиране катализирана алфа-субединица на Gi-протеин, което води до блокиране на предаване на сигнали от спирачка хормон рецептор на аденилат циклаза. В резултат на това, активността на аденилат циклазата и нивата на сАМР в клетки също расте. Втората система е предаването на хормонални сигнали - фосфоинозитид - трудно да аденилат циклаза. Той използва комбинация от три втори месинджър - инозитол трифосфат, диацилглицерол, и на Са2 + (Фиг.). Първите две съединения се получават чрез хидролиза на мембрана фосфолипид фосфатидилинозитол-4,5 бифосфат на.
Реакцията катализира фосфолипаза С, който се активира в резултат на прибавяне на хормона на рецептора. Сигналът от рецептора на фосфолипаза С и предаване на G-протеини.

След фосфоинозитид система изпълнява действие на катехоламини (ако свързване с алфа1 адреноцептори), thyroliberin, гонадолиберин, вазопресин, ангиотензин II, гастрин, холецистокинин, брадикинин и други хормони.
-фосфоинозитид втори акт пратеник система синергично в клетъчните функции, но им механизъм на действие е различен. Водоразтворими инозитол трифосфат (IF3) дифундира в цитозола, се свързва с рецептори на мембраната на ендоплазмения ретикулум и определя изхода на Са2 + йони през калциевите канали. В резултат на цитоплазмата бързо увеличаване на нива на Са2 + йони, които се свързват към специфични вътреклетъчни протеини и активира Са2 + зависима протеин киназа. Са2 + йони могат да бъдат междуклетъчен медиатор на обмен на информация и без активиране на фосфоинозитид система, когато тяхната концентрация нараства в цитоплазмата поради получаването отвън през калциевите канали плазмената мембрана, които се отварят в резултат на промени в трансмембранния потенциал или влиянието на специфични регулаторни молекули. Въпреки това, функционална активност на йонни канали зависи от компонентите на протеин киназа фосфорилиране, протеин-канала.

Друг фосфоинозитид втори месинджър система - диацилглицерол - се превръща в активно състояние мембранно свързан протеин киназа С, която фосфорилира белтъци, специфични за всеки клетъчен тип. Протеин киназа С допълнително стимулиране Са2 + йони и фосфатидилсерин - мембрана компонент. Комбинираният ефект на Са2 + - зависима протеин киназа и протеин киназа С причинява активиране чрез фосфорилиране на редица клетъчни протеини, включени в пълен клетъчен отговор (секрецията на хормони, невротрансмитери, ензими, мускулната контракция, тромбоцитна агрегация, регулиране на метаболизма, транспорт на йони, глюкоза и други вещества, през мембраната).

Прекратяване на хормонално предаване на сигнала система се извършва чрез фосфоинозитид вторият месинджър чрез инактивиране и дефосфорилиране на фосфорилираните протеини. На инозитол трифосфат (IP3) постепенно отцепва чрез хидролиза на фосфатни групи:

inozitolmonofosfatu реализациите в свободна инозитол от ензима inozitolmonofosfatu инхибира литиеви йони. Следователно, литий в организма води до нарушаване на фосфоинозитид метаболизъм и намаляване на зависимостта от тези процеси. Ефектът от Li + йони вероятно е в основата на тяхното терапевтично действие в маниакално-депресивна психоза.

Диацилглицеролова се инактивира по два начина. Част от него се превръща в фосфатидинова киселина и други разделянето на изходните компоненти - на глицерол и мастни киселини, по-специално арахидонова - прекурсор на простагландини и левкотриени. С фосфатидинова киселина и фосфатидил инозитол и синтезира по фосфатидилинозитол 4,5-дифосфат. За тази цел, CTP и АТФ молекули. Диаграмата показва обмен цикъл inozitolfosfolipidiv обединяването на вторични посредници за предаване на външни сигнали и ресинтез им инактивиране първоначалното субстрат.

Сигнализация чрез фосфоинозитид система придружава с увеличаване на концентрацията на друга вторична клетъчна операция - цикличен GMP. ЦГМФ се синтезира чрез действието на гуанилатциклаза. Активиране гуанилатциклаза арахидонова киселина, която се освобождава при разцепване на диацилглицерол и фосфолипидните мембрани, и неговите продукти на трансформация - простагландини и левкотриени. цГМФ активира протеин киназа G, които, както и протеин киназа А, С и Са2 + зависим фосфорилира редица клетъчни протеини. Под действието на цГМФ процес инхибира сигнална трансдукция чрез фосфоинозитид система, осигуряваща отрицателна обратна връзка в него.