Интеграция ответных реакций клетки-мишени, индуцированных гормональным воздействием

Интегративные процессы, которые характеризуют функционирование эндокринной системы, проявляются не только во время синтеза гормонов, но и в ответе тканей-мишеней на эти гормоны. Выражаясь конкретнее, биологический процесс, стимулированный одним гормоном, может быть модифицирован при воздействии другого гормона. Такая интегрированная чувствительность клетки может быть проиллюстрирована феноменами пермиссивности, синергизма и антагонизма. Синергизм, который часто называют еще потенцированием, имеет место, когда два различных гормона стимулируют один и тот же процесс в клетке-мишени. В этом случае клеточная реакция при совместном воздействии двух гормонов превышает ту, которую можно было бы ожидать в случае простого суммирования эффектов индивидуального воздействия каждого из этих гормонов. Чтобы проиллюстрировать это явление, рассмотрим воздействие гормона роста и кортизола на адипоциты. Оба фермента стимулируют липолизв клетках жировой ткани, однако при совместном воздействии скорость расщепления адипоцитов намного выше, чем если бы эти гормоны воздействовали но отдельности и их индивидуальный эффект суммировался простым сложением.

В случае пермиссивности связывание одного гормона с клеткой-мишенью должно предшествовать связыванию другого, чтобы последний мог стимулировать биологический ответ в клетках-мишенях. В этом случае говорят, что первый гормон оказывает на клетку-мишень пермиссивное воздействие, т. е. позволяет ей реагировать на второй гормон. Подобное явление можно наблюдать во многих типах клеток-мишеней, когда связывание тиреоидного гормона обеспечивает возможность воздействия па эти клетки адреналина. И наконец, антагонизм наблюдается в ситуации, когда влияние одного гормона противодействует другому и эффективно ослабляет или даже устраняет последствия его воздействия па клетку-мишень. Примером подобного взаимодействия является гормон роста, который препятствует проявлению эффектов инсулина при совместном воздействии на их общие ткани-мишени, т. е. связывание гормона роста нарушает способность инсулина стимулировать поглощение глюкозы и синтез гликогена в клетках печени и скелетных мышц.

Заключение

Даже краткое описание, данное в этой главе, делает очевидным тот факт, что механизмы, используемые эндокринной системой для регулирования биологических процессов в тканях-мишенях, характеризуются значительной степенью сложности и интегрированности. С целью поддержания гомеостаза в условиях разнообразных изменений внутренней и внешней среды для управления физиологическими процессами, происходящими в каждой отдельной клетке, организм использует стероидные и белково-пептидные гормоны, а также разнообразные внутриклеточные механизмы передачи сигнала. Вместе с тем стало понятно, что многие патологические состояния организма, например сахарный диабет II типа, могут быть непосредственно обусловлены нарушением функции этих механизмов передачи сигнала. Именно поэтому в настоящее время значительное количество исследований направлено на углубление наших знаний о гормонзависимых механизмах передачи сигнала в частности, а также функционирование эндокринной системы в общем.

Литература

• Argetsinger, L.S., Campbell, G.S., Yang, X. et al. (1993) Identification of JAK2 as a growth hormone receptor-associated tyrosine kinase. Cell 74, 237-244.

• Baulieu, E.E. (1990) Honnones, a complex communications network. In: Hormones: from Molecules to Disease (Baulieu, S.L. & Kelly, P.A., eds.). Chapman & Hall, New York: 3-171.

• Bayliss, W.M. & Starling, E.H. (1902) The mechanism of pancreatic secretion. Journal of Physiology 28, 325-353.

• Catelli, M.G., Binart, N., Jung-Testas, L et al. (1985) The common 90-kD protein component of non-transformed '8S' steroid receptors is a heat-shock protein. EMBO Journal 4, 3131-3135.

• Chretian, M. & Seidah, N.G. (1981) Chemistry and biosynthesis of pro-piomelanocortin. Molecular and Cellular Biochemistry 34, 101-127. Dahlberg, E., Snochowski, M. & Gustafsson, J. (1981) Regulation of the androgen and glucocorticoid receptors in rat and mouse skeletal muscle cytosol. Endocrinology 108, 1431-1440.

• Deschenes, M.R., Maresh, CM., Armstrong, L.E. et al. (1994) Endurance and resistance exercise induce muscle fiber type specific responses in androgen binding capacity. Journal of Steroid Biochemical and Molecular Biology 50, 175-179.

• Finn, J.T., Greenwald, M.B. & Yau, K.W. (1996) Cyclic nucleotide-gated ion channels: an extended family with diverse functions. Annual Reviews in Physiology 58, 395-426.

• Firth, S.M. & Baxter, R.C. (2002) Cellular actions of the insulin-like growth factor binding proteins. Endocrine Reviews 23, 824-854. Goodman, H.M. (1994) Basic Medical Endocrinology, 2nd edn. Raven Press, New York.

• Guyton, A.C. & Hall, J.E. (1996) Textbook of Medical Physiology, 9th edn. W.B. Saunders, Co., Philadelphia.

• Hedge, G.A., Colby, H.D. & Goodman, R.L. (1987) Clinical Endocrine Physiology. W.B. Saunders, Co., Philadelphia.

• Heim, M.H. (1999) The Jak-STAT pathway: cytokine signaling from the receptor to the nucleus. Journal of Receptor and Signal Transduction Research 19, 75-120. lllnerova, H., Sumova, A., Travnickova, Z., Jac, M. & Jelinkova, D. (2000) Hormones, subjective night and season of the year. Physiological Reviews 49 (suppl. 1), S1-S10.

• Joab, I., Radanyi, C, Renoir, J.M. et al. (1984) Immunological evidence for a common non hormone-binding component in 'non-transformed' chick oviduct receptors for four steroids. Nature 308, 850-853.

• Kelly, R.B. (1985) Pathways of protein in eukaryotes. Science 230, 25-32.

• Krieger, D.T., Liotta, A.S., Brownstein, M.J. & Zimmerman, E.A. (1980) ACTH, [5-lipotropin and related peptides in brain, pituitary and blood. Recent Progress in Hormone Research 36, 277-344.

• Kronenberg, H., Melmed, S., Larsen, P.R. & Polonsky, K. (2003) Principles of endocrinology. In: Williams Textbookof Endocrinology (Larsen, P.R., Kronenberg, H., Melmed, S. & Polonsky, K, eds.). W.B. Saunders, Co., Philadelphia: 1 -9.

• Kuo, M.H. & Allis, CD. (1998) Role of histone a cetyltransferases and deacetylases in gene regulation. Bioessays 20, 615-626.

• Lazar, M.A. (2003) Mechanism of action of hormones that act on nuclear receptors. In: Williams Textbook of Endocrinology (Larsen, P.R., Kronenberg, H., Melmed, S. & Polonsky, K., eds.). W.B. Saunders, Co., Philadelphia: 35-44.

• Lewy, A.J., Sack, R.L., Miller, S. & Hoban, T.M. (1987) Anti-depressant and circadian phase-shifting effects of light. Science 235, 352-354.

• Liotta, A.S., Hough ten, R. & Krieger, D.T. (1982) Identification of a b-endorphin-like peptide in cultured human placental cells. Nature 295, 593-595.

• McKenna, N.J., Lanz, R.B. & O'Malley, B.W. (1999) Nuclear receptor coregulators: cellular and molecular biology. Endocrine Reviews 20, 321-344.

• Margioris, A.N., Liotta, A.S., Vaudry, N., Boudin, G.W. & Krieger, D.T. (1982) Characterization of immunoreactive propiome-lanocortin-related peptides in rat testes. Endocrinology 113, 463-471.

• Oichinik, М., Murray, T.F. & Moore, F.L. (1991) A corticosteroid receptor in neuronal membranes. Science 252, 1848-1851.

• Pedersen, K.B. & Vedickis, W.V. (2003) Quantification and glucocorticoid regulation of glucocorticoid receptor transcripts in two human leukemic cell lines. Biochemistry 42, 10978-10990.

• Pevet, P., Botherel, B., Slotten, H. & Saboureau, M. (2002) The chronobiotic properties of melatonin. Celt and Tissue Research 309, 183-191.

• Porksen, N. (2002) The in vivo regulation of pulsatile insulin secretion. Diabetologia 45, 3-20.

• Potier, М., Karl, М., Zhang, F. et al. (2002) Estrogen-related abnor; malities in glomerulo sclerosis-prone mice: reduced mesangial cell estrogen receptor expression and prosclerotic response to estrogens. American journal of Pathology 160, 1877-1885.

• Re, R. (2003) The intracrine hypothesis and intracellular peptide hormone action. Bioessays 25, 401-409.

• Rhoades, R. & Pflanzer, R. (2003) Human Physiology, 4th edn. Thomson, Brooks/Cole, Pacific Grove, С A.

• Scheidereit, C, Westphal, H.M., Carlson, C, Bosshard, H. & Beato, M. (1986) Molecular model of the interaction between the glucocorticoid receptor and the regulatory elements of inducible genes. DNA 5, 383-391.

• Sherwood, L. (2004) Human Physiology: from Cells to Systems, 5th edn. Thomson, Brooks/Cole, Belmont, CA.

• Short, R.V. (1985) Photoperiodism, melatonin and the pineal: it's only a matter of time. In: Photoperiodism, Melatonin and the Pineal (Short, R.V., ed.). Pitman Press, London: 1-8.

• Spiegel, A., Carter-Su, C. & Taylor, S. (2003) Mechanism of hormones that act at the cell surface. In: Williams Textbook of Endocrinology (Larsen, P.R., Kronenberg, H., Melmed, S. & Polonsky, K., eds.). W.B. Saunders, Co., Philadelphia: 45-64.

• Tamarkin, L., Baird, C.J. & Almeida, O.F.X. (1985) Melatonin: a coordinating signal for mammalian reproduction. Science 227, 714-720.

• Tchaikovsky, V.S., Astratenkova, J.V. & Basharina, O.B. (1986) The effect of exercises on the content and reception of the steroid hormones in rat skeletal muscle. Journal of Steroid Biochemistry 24, 251-253.

• Vander, A., Sherman, J. & Luciano, D. (2001) Human Physiology: the Mechanisms of Body Function, 8th edn. McGraw-Hill, Boston.

• Yakar, S., Wu, Y., Setser, J. & Rosen, C.J. (2002) The role of circulating IGF-1: lessons from human and animal models. Endocrine 19, 239-248.

Тестирование с использованием физической нагрузки