3. Механизм действия гормонов и виды мембраносвязанных рецепторов
Различают варианты действия гормонов:
1.Мембрано-опосредованный механизм. Характерен для водорастворимых гормонов, которые не проникают в клетку и поэтому влияют на обмен веществ опосредовано, через химические посредники (дискриминатор, преобразователь, усилитель), находящиеся в клетке в несколько этапов:
Входящий сигнал → дискриминатор → преобразователь → усилитель → выходящий сигнал
Дискриминатор (рецептор) – селекционирует и узнает соответствующий гормон и создает условия для каскадного усиления гормонально сигнала.
Усилитель (фермент аденилатциклаза) – компонент рецепторной системы, который воспринимает и многократно усиливает гормональный сигнал.
Преобразователь (регулятор) – это два белка, имеющие сродство с гуанозинтрифосфатом (ГТФ) и называются G-белки. Они связанны с рецептором и аденилатциклазой. Один из белков является активатором аденилатциклазы (Gst), другой – ингибитором (Ging). При трансляции и усилении сигнала гормон, взаимодействуя с рецептором, изменяет его конформацию, при этом происходит диссоциация комплекса Gst-белок-ГДФ. Этот комплекс взаимодействует с сульфгидрильной группой аденилатциклазы и активирует данный фермент. Активная аденилатциклаза катализирует процесс синтеза цАМФ (вторичный посредник) из АТФ.
Циклические нуклеотиды далее активируют протеинкиназы - это тетрамеры, состоящие из двух каталитических (С2) и двух регуляторных (R2) субъединиц, локализованные во всех отсеках цитоплазмы и ядре. Разные протеинкиназы фосфорилируют разные белки. Поэтому биологические эффекты окажутся разными, что и позволяет определять нормальную жизнедеятельность клетки. Причем, однотипная протеинкиназная реакция инициирует спектр разнообразных биологических эффектов.
К таким вторичным мессенджерам относятся и цГМФ, только гуанилатциклазная система основана на активизации гуанилатциклазы и образовании цГМФ.
2.Мембранный тип. Гормон действует как аллостерический эффектор транспортных систем мембран. Этот тип действия гормонов встречается редко. Характерен для инсулина. Он располагается на мембране и повышает ее проницаемость для глюкозы.
3.Цитозольный механизм действия. Характерен для стероидных гормонов и производных ароматических аминокислот. Эти гормоны гидрофобны, они легко проникают через мембрану, присоединяются к рецепторам, расположенным в цитоплазме. Такой комплекс перемещается в ядро клетки и регулирует обмен веществ путем изменения генома организма.
Виды мембраносвязанных рецепторов
1.Рецепторы, обладающие каталитической активностью – при взаимодействии лиганда с рецептором активируется внутриклеточная часть (домен) рецептора, имеющий тирозинкиназную или тирозинфосфатазную или гуанилатциклазную активность. Так действуют СТГ, инсулин, пролактин, ростовые факторы, интерфероны.
2. Каналообразующие рецепторы – присоединение лиганда к рецептору вызывает открытие ионного канала на мембране (нейромедиаторы).
3. Рецепторы, связанные с G-белками – передача сигнала от гормона происходит при посредстве G-белка, который влияет на ферменты, образующие вторичные посредники, которые передают сигнал на внутриклеточные белки. Характерно для большинства гормонов.