По механизму воздействия клеток с гормонами гормоны делятся на два типа.
Первый тип (стероиды, тиреоидные гормоны) – гормоны относительно легко проникают внутрь клетки через плазматические мембраны и не требуют действия посредника (медиатора).
Второй тип – плохо проникают внутрь клетки, действуют с ее поверхности, требуют присутствия медиатора, их характерная особенность – быстровозникающие ответы.
В соответствии с двумя типами гормонов выделяют и два типа гормональной рецепции: внутриклеточный (рецепторный аппарат локализован внутри клетки), мембранный (контактный) – на ее наружной поверхности. Клеточные рецепторы – особые участки мембраны клетки, которые образуют с гормоном специфические комплексы. Рецепторы имеют определенные свойства, такие как:
1) высокое сродство к определенному гормону;
2) избирательность;
3) ограниченная емкость к гормону;
4) специфичность локализации в ткани.
Эти свойства характеризуют количественную и качественную избирательную фиксацию гормонов клеткой.
Связывание рецептором гормональных соединений является пусковым механизмом для образования и освобождения медиаторов внутри клетки.
Механизм действия гормонов с клеткой-мишенью происходит следующие этапы:
1) образование комплекса «гормон—рецептор» на поверхности мембраны;
2) активацию мембранной аденилциклазы;
3) образование цАМФ из АТФ у внутренней поверхности мембраны;
4) образование комплекса «цАМФ—рецептор»;
|
|
|
5) активацию каталитической протеинкиназы с диссоциацией фермента на отдельные единицы, что ведет к фосфорилированию белков, стимуляции процессов синтеза белка, РНК в ядре, распада гликогена;
6) инактивацию гормона, цАМФ и рецептора.
Действие гормона может осуществляться и более сложным путем при участии нервной системы. Гормоны воздействуют на интерорецепторы, которые обладают специфической чувствительностью (хеморецепторы стенок кровеносных сосудов). Это начало рефлекторной реакции, которая изменяет функциональное состояние нервных центров. Рефлекторные дуги замыкаются в различных отделах центральной нервной системы.
Выделяют четыре типа воздействия гормонов на организм:
1) метаболическое воздействие – влияние на обмен веществ;
2) морфогенетическое воздействие – стимуляция образования, дифференциации, роста и метаморфозы;
3) пусковое воздействие – влияние на деятельность эффекторов;
4) корригирующее воздействие – изменение интенсивности деятельности органов или всего организма.
Типы рецепторов гормонов. Особенности гормон – рецепторного взаимодействия. G – белки.
Гормональная регуляция обмена веществ осуществляется воздействием гормонов на чувствительные к ним рецепторы, находящиеся внутри клеток или на их поверхности - на мембране. Рецептор, чувствительный к определенному гормону, делает клетку воздействия мишенью. Рецептор по своей структуре похож на гормон воздействия, и состоит он из сложных белков гликопротеинов. Данный элемент, как правило, состоит из 3 доменов. Первый - это домен узнавания гормона. Второй - домен, проводящий сквозь мембрану. А третий создает соединение с гормона с клеточными веществами.
|
|
|
Первым этапом действия гормона является его взаимодействие со специфическим рецептором клетки-мишени. Клетки, утратившие рецепторы, не способны к ответу. Рецепторы некоторых гормонов локализуются на поверхности клеточных мембран, рецепторы других — присутствуют в цитоплазме и ядре. Взаимодействие гормона и рецептора инициирует начало каскада ферментативных реакций, каждая стадия которого становится все более мощной, поэтому даже малая концентрация гормона способна давать существенный эффект. Рецепторы гормонов являются крупными белками, и каждая восприимчивая к гормону клетка может иметь от 2000 до 100000 таких рецепторов. Рецепторы высокоспецифичны для конкретного гормона, что предопределяет тип гормона, который сможет оказать влияние на определенную ткань. Гормоном активирует только те ткани, которые располагают специфическим к нему рецептором.
|
|
|
Некоторые рецепторы работают как ферменты. Рецепторы этого типа имеют внеклеточный лиганд-связывающий домен, трансмембранный участок и внутриклеточную часть, которая сама обладает ферментативной активностью либо тесно связана с другим ферментом.
Выделяют несколько типов таких рецепторов:
1. Рецепторы с тирозинкиназной активностью. Эти рецепторы при связывании с ними сигнальной молекулы димеризуются, что включает их активность и они фосфорилируют специфичные белки-эффекторы по остаткам тирозина. Активированные рецепторы часто фосфорилируют сами себя, что называется аутофосфорилированием. Например, таким образом действует инсулин (механизмы действия инсулина) и цитокины, относящиеся к факторам роста.
2. Рецепторы с серин-треонин киназной активностью. Они способны осуществлять как аутофосфорилирование, так и фосфорилирование внутриклеточных белков. По этому механизму действют цитокины (TGFβ, морфогенетические белки кости).
3. Рецепторы, связанные с тирозинкиназами. Они сами по себе не являются ферментами, но тесно связаны с тирозинкиназами, находящимися в цитозоле, т.е. они ассоциированы с тирозинкиназной активностью. Этим образом действуют соматотропный гормон, пролактин, цитокины – интерфероны (α, β, γ), интерлейкины, колониестимулирующие факторы, эритропоэтин.
|
|
|
4. Рецепторы с гуанилатциклазной активностью. Эти рецепторы образуют вторичный мессенджер цГМФ из ГТФ. По этому механизму действуют, например, натрий-уретические пептиды.
5. Рецепторы с тирозинфосфатазной активностью. Примером может служить общий лейкоцитарный антиген CD-45. Он представлен на всех клетках крови, кроме зрелых эритроцитов, и обеспечивает прохождение сигнала от антигена внутрь клетки.
Внутриклеточные рецепторы располагаются преимущественно в ядре. Все рецепторы липофильных гормонов имеют одну общую особенность — до момента связывания с гормоном они остаются неактивными.
Отличительной чертой такого неактивного состояния является то, что рецептор обычно находится в комплексе с белками. После связывания гормона с рецептором образуются димеры. В таком “активированном” состоянии рецепторы перемещаются к ядерной ДНК, где они взаимодействуют с гормончувствительными элементами. Внутриклеточные рецепторы, соответственно, принадлежат к большому семейству факторов, осуществляющих регуляцию транскрипции, или транскрипционных факторов.
Механизмы действия внутриклеточных эндокринных рецепторов включают регуляцию синтеза белка.
Мембранные рецепторы
В отличие от рецепторов, взаимодействующих с липофильными гормонами, которые легко проникают через мембрану клетки-мишени, рецепторы для липофобных гормонов (белково-пептидных) располагаются на поверхности клеточной мембраны, поскольку эти гормоны не могут попасть в клетку. И, поскольку формирование комплекса гормон — рецептор происходит на внешней поверхности клетки, ответные внутриклеточные события реализуются посредством использования механизма передачи сигнала, обеспечивающего быструю реакцию. Быстрота ответа обеспечивается тем, что мембранный рецептор находится в связанном со вторичным мессенджером состоянии (в роли первичного мессенджера выступает гормон), т. е. система передачи сигнала находится в постоянной готовности, ее необходимо только активировать образованием комплекса гормон — рецептор. Такое взаимодействие обеспечивает быструю активацию клеточного ответа и столь же быстрое его выключение.
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 1507; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!