3.Действие гормона в клетке-мишени

1. Активация или угнетение имеющихся ферментов.

2. Стимуляция синтеза ферментов.

3. Увеличение проницаемости мембран.

Все гормоны переносятся кровью с помощью белков-переносчиков. Это защищает их от разрушения и выделения почками, а также облегчает связывание с рецепторами клеток-мишеней.

Биохимическая классификация гормонов

1. Гормоны белково-пептидной природы (инсулин, вазопрессин, со- матотропный гормон, статины и либерины гипоталамуса).

2. Производные аминокислоты тирозина (тиреоидные гормоны).

3. Производные холестерина (глюкокортикоиды, альдостерон, поло- вые гормоны).

Гормоны белково-пептидной природы обладают видовой специфичностью, а стероидные гормоны не обладают видовой специфичностью.

Физиологическая классификация гормонов

1. Эффекторные гормоны — клетки-мишени находятся в тканях организма.

2. Тропные гормоны — клетки-мишени находятся в железах внутренней секреции.

3. Гормоны гипоталамуса — клетки-мишени находятся в аденоги-пофизе. Могут стимулировать образование гормонов аденогипофиза (либерины) или тормозить (статины).

Регуляция выделения гормонов железами

1. Осуществляется центральной нервной системой (выделение кате-холаминов, гормонов нейрогипофиза).

2. Осуществляется гормонами аденогипофиза (половые гормоны, глюкокортикоиды).

3. Осуществляется веществами плазмы (уровень глюкозы в крови определяет выделение инсулина или глюкагона).

Механизмы взаимодействия гормонов с клетками-мишенями

Гормоны белково-пептидной природы и катехоламины не проникают внутрь клетки, а взаимодействуют с белками-рецепторами, расположенными на наружной плазматической мембране. Образуется гормон-рецепторный комплекс, который приводит к активации мембранных ферментов и появлению различных вторичных посредников гормонального регуляторного эффекта, реализующих свое действие в цитоплазме, органоидах и ядре клетки. К ним относятся четыре системы:

1. Аленилатциклаза-циклический АМФ (цАМФ).

2. Гуанилатциклаза-циклический ГМФ (цГМФ).

3. Фосфорилаза С-инозитол-3-фосфат (И3Ф), диацилглицерол (ДАГ).

4. Кальций-кальмодулин.

Вторичные посредники в клетке активируют или угнетают ферменты, изменяют проницаемость мембраны.

Гормоны стероидной природы и тиреоидные проникают внутрь клетки и взаимодействуют с белками-рецепторами в цитоплазме клетки. Комплекс гормон — рецептор проникает в ядро клетки и активирует геном, образуется информационная РНК, и на рибосомах начинается синтез белка.

Система аденилатциклаза — цАМФ

Фермент аденилатциклаза встроен в мембрану и может находиться в двух формах: активной и неактивной. Этот фермент, в свою очередь, связан на мембране с двумя регуляторными белками: стимулирующим белком (GS) и ингибирующим белком (GI). Если при взаимодействии гормона с мембранным рецептором происходит активация GS-белков, то происходит присоединение к аденилатциклазе иона магния и фермент становится активным. Аденилатциклаза катализирует процесс образования цАМФ из АТФ. Вторичный посредник — цАМФ активирует протеинкиназы цитоплазмы, которые в свою очередь изменяют метаболизм и функции клетки-мишени. Эти изменения могут проявляться в виде фосфорилирования белков-ферментов, что приводит к изменению обменных процессов, фосфорилировании белков мембраны и как следствие изменение ее проницаемости мембраны. Кроме активации протеинкиназ, цАМФ может действовать и через другие механизмы: систему кальций-кальмодулин (см. ниже), активацию трансметилаз. Метилирование ДНК и РНК приводит к изменению процессов транскрипции и трансляции. Если гормон-рецепторный комплекс взаимодействует с GI-белком, то происходит гидролиз ГТФ до ГДФ, которая угнетает активность аденилатциклазы и цАМФ не образуется. Угнетение самой молекулы цАМФ осуществляется с помощью фермента фосфо-диэстеразы.

Система гуанилатциклаза — цГМФ

Мембранный фермент гуанилатциклаза активируется не гормон-рецепторным комплексом, а ионами кальция и тканевыми биологически активными веществами (БАВ), например продуктами перекисного окисления липидов. При активации гуанилатциклазы образуется цГМФ, который активирует цГМФ-зависимые протеинкиназы, а они, в свою очередь, снижают скорость фосфорилирования миозина в гладких мышцах, вызывая их расслабление. В большинстве клеток цАМФ и цГМФ выступают как антагонисты.

Система фосфолипаза С — ИЗФ и ДАГ

Ряд гормональных рецепторов мембраны связаны через G-белок с мембранным ферментом фосфолипазой С. При активации фосфолипа-зы С из фосфолипидов мембраны образуется два вторичных посредника: ИЗФ и ДАГ. И3 Ф инициирует выход кальция из эндоплазматиче-ской сети. Кальций в цитоплазме взаимодействует с белком кальмоду-лином. Этот комплекс через активацию протеинкиназ фосфорилирует клеточные ферменты. ДАГ в клетке действует двумя путями. Во-первых, ДАГ повышает сродство протеинкиназ к кальцию (без участия кальмодулина), а протеинкиназы фосфорилируют белки. Во-вторых, ДАГ активирует фермент фосфолипазу А2, который катализирует процесс образования БАВ паракринного действия (простагландинов, лей-котриенов). В каждой клетке доминирует определенный путь образования вторичных посредников гормонов.

Система ионизированный кальций — кальмодулин

Образование гормон-рецепторного комплекса стимулирует повышение проницаемости кальциевых каналов, что способствует увеличению концентрации кальция в цитоплазме за счет поступления из вне или выхода кальция из эндоплазматической сети. В цитоплазме немышечных клеток комплекс кальций — кальмодулин активирует многочисленные протеинкиназы, фермент фосфодиэстеразу цАМФ, который подавляет эффекты цАМФ как вторичного посредника, вызывает секрецию гормонов и медиаторов клеткой. В гладких мышцах запускается процесс сокращения. Ингибирование аденилатциклазы осуществляется следующим образом. При взаимодействии гормона с рецептором на мембране активируется другой регуляторный ингибирующий белок — GI- белок, который вызывает гидролиз ГТФ до ГДФ, при этом активность аденилатциклазы угнетается и цАМФ не образуется.

В большинстве клеток могут образовываться все вторичные посредники кроме цГМФ. Между ними в клетке устанавливаются различные взаимосвязи в виде равноправного участия в реализации эффектов, доминирования одного посредника над другими, последовательной активации посредников, антагонистических отношений между посредниками.