Механизмы действия гормонов

Страница 2

Установлено четыре основных типа физиологического действия гормонов на организм:

· Кинетическое, или пусковое, вызывающее определенную деятельность эффектров;

· Метаболическое, вызывающее изменение обмена веществ;

· Морфогенетическое, или формативное (дифференциация тканей и органов, действие на рост, стимуляция формообразовательного процесса и т.д.);

· Корригирующее (изменение интенсивности функций всего организма или его органов).

Один из механизмов действия, подробно изученный на примере адреналина, заключается в том, что гормон связывается со своими специфическими рецепторами на поверхности клетки; связывание запускает серию реакций, в результате которых образуются т.н. вторые посредники, оказывающие прямое влияние на клеточный метаболизм. Такими посредниками служат обычно циклический аденозиномонофосфат (цАМФ) и/или ионы кальция; последние высвобождаются из внутриклеточных структур или поступают в клетку извне. И цАМФ, и ионы кальция используются для передачи внешнего сигнала внутрь клеток у самых разнообразных организмов на всех ступенях эволюционной лестницы. Однако некоторые мембранные рецепторы, в частности рецепторы инсулина, действуют более коротким путем: они пронизывают мембрану насквозь, и когда часть их молекулы связывает гормон на поверхности клетки, другая часть начинает функционировать как активный фермент на стороне, обращенной внутрь клетки; это и обеспечивает проявление гормонального эффекта.

Второй механизм действия – через цитоплазматические рецепторы – свойствен стероидным гормонам (гормонам коры надпочечников и половым), а также гормонам щитовидной железы (T3 и T4). Проникнув в клетку, содержащую соответствующий рецептор, гормон образует с ним гормон-рецепторный комплекс. Этот комплекс подвергается активации (с помощью АТФ), после чего проникает в клеточное ядро, где гормон оказывает прямое влияние на экспрессию определенных генов, стимулируя синтез специфических РНК и белков. Именно эти новообразованные белки, обычно короткоживущие, ответственны за те изменения, которые составляют физиологический эффект гормона. Связавшись с мембранным рецептором гормон вызывает каскад реакций в самой клетке, но никак не влияет на генетический материал. Комплекс цитоплазматического Р и гормона может воздействовать на ядерные рецепторы и вызывать изменения в генетическом аппарате, что ведет к синтезу новых белков. Рассмотрим эти механизмы более подробно.

Механизм тканевого действия гормонов окончательно не выяснен. Существует по крайней мере 3 пути, позволяющих объяснить механизм тканевого действия гормонов:

· Изменение проницаемости клеточных мембран;

· Взаимодействие гормонов с ферментами путем образования обратимых аллостерических связей;

· Влияние гормонов на генетическую информацию с последующим изменением синтеза ферментов;

Установлено, что ряд гормонов (пептидные, белковые) осуществляют свое тканевое действие посредством аденилциклазного механизма (Сатерлэнд). Сущность этого механизма сводится к тому, что гормон первоначально активирует фермент аденилциклазу, находящуюся в оболочке клетки. Активированная гормоном аденилциклаза способствует переходу в цитоплазме клетки АТФ во внутриклеточный медиатор – циклическое фосфорное соединение – 3’,5’-аденозинмонофосфат (ЦАМФ). Последний активирует клеточный фермент протеинкиназу, реализующую действие гормона. В отличие от аденилциклазного механизма первоначальным тканевым действием стероидных гормонов является их взаимодействие с внутриклеточными рецепторными белками цитоплазмы, а затем и ядра (Дженсен). Предполагают, что механизм аллостерического (allos - другой, stereos - пространство) внутриклеточного эффекта заключается в воздействии гормонов на аллостерические белки – ферменты, а именно, на их аллостерические центры. Последние представляют собой структурные группировки, «чувствительные» к продуктам других, нередко отдаленных реакций. В результате воздействия горомонов изменения, возникающие в аллостерических центрах белков – ферментов, могут передаватьсчя на каталитические центры отдаленных от них ферментов, включая и ферменты, катализирующие начальные звенья биохимических реакций. Это в свою очередь отражается на регуляции всего внутриклеточного обмена.