Цитозольный механизм действия гормонов биохимия — Гидрофобные гормоны проникают внутрь клетки

Автор: | 20.05.2021

Цитозольный механизм действия гормонов биохимия

Гидрофобные гормоны проникают внутрь клетки

Некоторые гормоны, такие как стероидные гормоны и гормоны щитовидной железы , по свойствам являются гидрофобными. В плазме крови для их транспортировки используются специальные белки-транспортеры. В комплексе с этими белками они не способны взаимодействовать с мембранными рецепторами, но способны отрываться от них и диффундировать через клеточную мембрану внутрь клетки. После перехода в цитозоль гормоны немедленно подхватываются другими белками, которые уже являются рецепторами.

Комплекс гормон-рецептор в некоторых случаях дополнительно модифицируется и активируется. Далее он проникает в ядро, где может связываться с ядерным рецептором . В результате гормон приобретает сродство к ДНК. Связываясь с гормон-чувствительным элементом в ДНК, гормон влияет на транскрипцию определенных генов, изменяет концентрацию РНК и, соответственно, количество белков (транспортных, ферментативных. структурных) в клетке.

Мембранно-цитозольный механизм регуляции обменных процессов в организме.

гормон не проникая в клетку, а влияет на ее обмен через своего посредника (вторичного мессенджера, первичный — сам гормон). Существует ряд вторичных мессенджеров, среди которых циклические формы АМФ, ГМФ. Передача информации осуществляется следующим образом: гормон связывается с рецептором на поверхности клетки, комплекс гормон-рецептор взаимодействует с сопрягающим белком в толще цитоплазмы, конфигурация белка меняется и это активирует превращение цГДФ в ГТФ (т.е. фосфорилирование), ГТФ активирует каталитический белок уже внутри клетки (аденилатциклазу), которая активирует образование цАМФ, что активирует киназы, которые катализируют фосфорилирование разных клеточных белков, это сопровождается изменением их функциональной активности и реализацией эффекта.

Помимо циклических нуклеотидов вторичным мессенджером является кальций. Гормон связывается с рецептором на поверхности клетки, это ведет к изменению активности фермента Са-АТФ-азы (откачивает кальций из клетки с использованием АТФ), ионы кальция поступают в цитоплазму клетки и образуют комплекс со специальным белком — кальмодулином этот комплекс регулирует активность клеточных ферментов.

Гормоны щитовидной железы.

Йодтирамины или тириоидные гомоны, также синтезирует кальцитонин (преимущественно синтезируется паращитовидными железами). Ионы йода после всасывания в кишечнике циркулируют в крови в виде иодидов калия и натрия. Щитовидная железа способна захватывать из крови 2/3 йодит ионов. Далее в щитовидной железе происходит синтез йод тираминов. Данные гормоны по происхождению являются производными АК. Они связываются с тириоглобулином а затем могут секретироваться в кровь отщепляясь от тириоглобулинов, транспортируются по крови к различным органам и тканям.

Т3 и Т4 транспортируются по крови в связанном с белками состоянии, достигнув клеток мишеней они отщепляются от белковой части, при чем Т3 слабее связан с белком чем Т4 и по этому быстрее переходит из крови в ткань. Активность Т3 выше чем Т4. Оба гормона прекрасно проходят через плазматическую мембрану, проникая внутрь клетки и тут же Т4 превращается в Т3, путем деиодирования, таким образом активной формой тириоидных гормонов внутри клетки является только Т3. Действует по цитозольному механизму. Далее гормон взаимодействует с ДНК (хроматином) и активирует транскрипцию определенных генов. Конечным эффектом является большое количество ферментативных белков и белков-рецепторов.

По влиянию на белковый обмен это анаболические гормоны. При действии этих гормонов синтезируются ферменты энергетического метаболизма, приводят к усилению энергетического метаболизма, увеличению числа митохондрий, их размеров, что в конечном счете приводит к усилению синтеза АТФ, энергетического обмена и теплопродукции. По влиянию на углеводный обмен эти гормоны являются диабетогенными, усиливают всасывание глюкозы в ЖКТ, эти гормоны стимулируют синтез ферментов гликолиза и пентозофосфатного цикла, гликогенолиза что соответственно стимулирует распад гликогена. По влиянию на обмен жиров. Являются липолитическими гормонами – усиливают расщепление жиров соответственно косвенно стимулируют энергетический обмен.

1) Врожденная – гипотиреоз проявляется у детей в раннем возрасте, у детей развивается кретинизм (отставание в умственном и физическом развитии)

2) У взрослых – микседема, со временем под кожей скапливается слизь, в тканях задерживается вода (ожирение, вялость, снижение основного обмена)

3) Эндемический зоб – происходит увеличение щитовидной железы – причина дефицит йода, происходит компенсаторное разрастание щитовидной железы.

Снижение основного обмена, понижение температуры тела, постепенно переходит в микседему – если не лечить недостаток йода.

3) Повышенная температура, сердцебиение

4) Пучеглазие (экзофтальм)

5) Нарушение деятельности нервной системы (нервной системы)

Кальцийтомин, паратгормон (паратирин) – оба гормона контролируют содержание кальция в крови. По химической структуре – полипептиды. Мембранно цитозольный механизм. Кальцитамин – органы мишени – скелет и почки, функция – подавляет резорбцию костей, подавляется выход кальция и фосфат ионов из костной ткани, снижается выход белка костной ткани – коллагена. Паратерин – в костях активирует резорбцию, в крови повышается концентрация кальция и фосфат ионов, В почках увеличивает реабсорбцию кальция и подавляет реабсорбцию фосфат ионов.

Гипопаратиреоз – связан с недостаточной продукцией паратгормона, в крови уменьшается концентрация кальция и возрастает концентрация фосфат ионов. При недостатке кальция происходят судороги и повышается нервно-мышечнавя возбудимость за счет повышения фосфат ионов. Гиперпаратиреоз – избыточная секреция паратгормона. Происходит патологическое рассасывание костей, кстная ткань заменяется на фиброзную происходит размягчение, рассасывание костей. За счет повышения кальция (гиперкальцемии) – снижается мышечный тонус и снижается нервно-мышечная возбудимость, избыток кальция откладывается в виде нерастворимых солей в ткани почек преимущественно.

Цитозольный механизм действия гормонов у гормонов существует четкая иерархия

У многоклеточных существ всегда стоит задача обеспечения взаимосвязи разных органов и баланса их активности. Поэтому большинство гормональных систем взаимосвязаны между собой и регулируются в соответствии с иерархической лестницей.

У высших животных верхнюю часть лестницы занимает система гормонов гипоталамуса, контролируемая центральной нервной системой. Сигналы, получаемые от органов, принимаются и обрабатываются, после чего клетки гипоталамуса отвечают при помощи специфических сигнальных молекул – рилизинг-факторов. На стимулирующие или тормозящие стимулы из ЦНС секретируются стимулирующие или ингибирующие рилизинг-факторы, которые носят название либерины или статины соответственно. Эти нейрогормоны с кровотоком достигают аденогипофиза, где стимулируют (либерины) или ингибируют (статины) биосинтез и секрецию тропных гормонов.

Тропные гормоны воздействуют на периферические железы, стимулируя выделение соответствующих периферических гормонов. К подобным системам относятся группы гормонов тиреоидной функции, глюкокортикоидной функции и профиль половых гормонов. Регуляция этих систем осуществляется по принципу обратной отрицательной связи, т.е. накопление гормонов периферических желез тормозит секрецию рилизинг-факторов гипоталамуса и тропных гормонов гипофиза. Наиболее клинически значимо это проявляется в отношении регуляции стероидных гормонов. Подавляющее действие на активность эндокринных желез может оказывать и результат ответа клеток-мишеней.

Существуют эндокринные железы для которых отсутствует регуляция тропными гормонами – паращитовидная железа, мозговое вещество надпочечников, ренин-альдостероновая система и поджелудочная железа. Они контролируются нервными влияниями или концентрацией определенных веществ в крови.

Регуляция некоторых гормональных систем Гипоталамус — генералитет эндокринной системы

Семейство гипоталамических гормонов – рилизинг-факторов – включает вещества, как правило небольшие пептиды, образующиеся в ядрах гипоталамуса. Их функция – регуляция секреции гормонов аденогипофиза: стимулирование – либерины и подавление – статины.

Доказано существование семи либеринов и трех статинов.

Тиреолиберин – является трипептидом, стимулирует секрецию тиреотропного гормона и пролактина, также проявляет свойства антидепрессанта.

Кортиколиберин – полипептид из 41 аминокислоты, стимулирует секрецию АКТГ и ?-эндорфина, широко влияет на деятельность нервной, эндокринной, репродуктивной, сердечно-сосудистой и иммунной систем.

Гонадолиберин (люлиберин) – пептид из 10 аминокислот, стимулирует высвобождение лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов. Гонадолиберин присутствует также в гипоталамусе, участвуя в центральной регуляции полового поведения.

Фоллиберин – стимулирует высвобождение фолликулостимулирующего гормона.

Пролактолиберин – стимулирует секрецию лактотропного гормона.

Пролактостатин – предполагается, что он является дофамином. Снижает синтез и секрецию лактотропного гормона.

Соматолиберин состоит из 44 аминокислот и повышает синтез и секрецию гормона роста.

Соматостатин – пептид из 12 аминокислот, ингибирующий секрецию ТТГ, пролактина, АКТГ и СТГ из гипофиза. Он образуется также в островках поджелудочной железы и контролирует высвобождение глюкагона и инсулина, а также гормонов желудочно-кишечного тракта.

Меланостимулирующий фактор, пентапептид, оказывает стимулирующее действие на синтез меланотропного гормона.

Меланостатин, может быть как три-, так и пентапептидом, обладает антиопиоидным эффектом и активностью в поведенческих реакциях.

Кроме рилизинг-гормонов в гипоталамусе синтезируются также вазопрессин (антидиуретический гормон) и окситоцин.

Представляет собой полипептид, включающий 191 аминокислоту с молекулярной массой 22 кДа и периодом полураспада 20-25 мин.

Осуществляется в ацидофильных клетках гипофиза – подкласс соматотрофов с волнообразной секрецией и пиком каждые 20-30 мин.

Регуляция синтеза и секреции

Активируют: стресс (боль, тревога, холод), гипогликемия (при физической нагрузке и кратком голодании), андрогены и эстрогены, некоторые аминокислоты (например, аргинин), медленная фаза сна (вскоре после засыпания), морфин, вазопрессин, трийодтиронин (особенно у детей, через высвобождение соматолиберина).

Уменьшают: гипергликемия, соматомедины.

Рецептор с каталитической тирозинкиназной активностью. Часть эффектов связана с увеличением количества молекул аденилатциклазы в цитоплазматической мембране.

Существенную роль в эффектах гормона играют соматомедины (ростовые факторы), вырабатываемые в печени после воздействия на нее СТГ.

Мишени и эффекты

Мишенью являются костная, хрящевая, мышечная, жировая ткани и печень. Гормон стимулирует общий рост клетки-мишени, но не ее дифференцировку.

Белковый обмен: Вызывает положительный азотистый баланс, в целом повышает транспорт аминокислот в печень, мышечную, хрящевую и костную ткани, активирует все стадии биосинтеза белка.

Нуклеиновый обмен: Активирует синтез РНК и ДНК.

Углеводный обмен: Подавляет поглощение глюкозы в периферических тканях, стимулирует глюконеогенез и гликогенолиз в печени, что вызывает гипергликемию. В мышцах подавляет гликолиз и стимулирует синтез гликогена. У детей стимулирует образование хондроитинсульфата в костной ткани.

Жировой обмен: Активирует липолиз, накопление жирных кислот в крови и, при недостатке инсулина, кетогенез.

Минеральный обмен: Стимулирует гидроксилирование и активацию витамина D в почках. Формирует положительный баланс ионов Mg 2+ , Ca 2+ , Na + , К + , Cl – , SO4 2– , фосфатов.

В статье «Цитозольный механизм действия гормонов биохимия» использованы материалы:

http://biokhimija.ru/gormony/citozolnyj.html

http://infopedia.su/16×7502.html

http://studfile.net/preview/9450755/page:4/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *