Механизм действия гормонов

Гормоны, циркулируя в крови, действуют на органы-мишени. Клетки органов-мишеней имеют специальные рецепторы. Каждый гормон способен действовать только на один определенный рецептор. Между рецепторами и гормоном существует сильное химическое сродство. Рецепторы располагаются на наружной поверхности или внутри клеток-мишеней. Рецепторы на наружной поверхности клеток-мишеней (рис. 46).

Для большинства белковых гормонов рецепторы располагаются на наружной поверхности клеток. Основную часть рецептора составляют мембранные белки. Участок рецептора, который непосредственно взаимодействует с гормоном, называется его активным центром.

Гормон, присоединяясь к рецептору, образует активный гормон-рецепторный комплекс, меняет конформацию белка. Именно благодаря конформации рецепторного белка передается внутрь клетки сигнал, который принес гормон. На внутренней стороне клеточной мембраны расположены молекулы фермента аденилатциклазы, тесно связанные с рецепторами.

Под действием сигнала активируется аденилатциклаза. Аденилатциклаза ускоряет образование из АТФ циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), который служит главным внутриклеточным посредником действия гормона на обменные процессы.

При этом может происходить диссоциация мембранного комплекса Са2+ + I АТФ, освобождаться Са2+ + АМФ, активироваться фермент протеинкиназа. Протеинкиназа, в свою очередь, катализирует присоединение фосфата к различным внутриклеточным белкам-ферментам, в результате повышается или снижается активность этих ферментов, деятельность клетки и органа.

Анаболическое действие гормона связано со снижением концентрации внутриклеточного цАМФ, катаболическое — с повышением концентрации внутриклеточного цАМФ. В запуске секреторных процессов важная роль отводится ионам кальция.

Рецепторы внутри клеток-мишеней. Стероидные гормоны, гормоны щитовидной железы легко проникают внутрь клетки через клеточные мембраны, где взаимодействуют с рецепторами внутри клеток, образуют активный гормон-рецепторный комплекс. Он проникает в ядро клетки и там активирует определенные гены, вызывает синтез специфических белков-ферментов, которые и ускоряют биохимические процессы, связанные с деятельностью органа.

Большинство, если не все гормоны, оказывает свое действие опосредованно, т. е. через изменение биосинтеза белков- ферментов (ядерных РНК и цитоплазматических РНК). Небелковые гормоны (стероидные, тиреоидные) преимущественно активируют процессы транскрипции, считывания генетической информации.

Белковые и полипептидные гормоны преимущественно реализуют процессы трансляции. Гормоны изменяют проницаемость клеточных мембран для метаболитов и тем самым обеспечивают условия для проявления функции активированных ферментов, активность ферментов, стимулируют или тормозят деятельность органа.

Стероидные гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися в цитоплазме (рис. 47). Образовавшийся гормон-рецепторный комплекс переносится в ядро и действует непосредственно на геном, стимулируя или угнетая его активность, т. е. действует на синтез ДНК, изменяя скорость транскрипции и количество информационной (матричной) РНК (мРНК).

Увеличение или уменьшение количества мРНК влияет на синтез белка в процессе трансляции, что приводит к изменению функциональной активности клетки. Тиреоидные гормоны (рис. 48) из цитоплазмы проникают в ядро клетки, где взаимодействуют с рецепторами, образуя активный гормон-рецепторный комплекс. Он действует непосредственно на геном, стимулируя или угнетая его активность,

изменяя скорость транскрипции и количество мРНК. Увеличение или уменьшение количества мРНК влияет на синтез белка в процессе трансляции и приводит к изменению функциональной активности клетки.

Гормоны обеспечивают рост, дифференциацию, физиологические процессы клеток, функции органов и систем организма в обычных условиях. Клетки организма имеют разное количество рецепторов к разным гормонам, но больше к тем, которые регулируют их деятельность.

Повышение функциональной нагрузки на орган сопровождается увеличением количества рецепторов к гормонам, которые регулируют деятельность этого органа. Например, в одной клетке печени более 250 тыс. рецепторов инсулина и 110 тыс. рецепторов глюкагона; в жировой клетке рецепторов инсулина около 50 тыс.

Клетка коры надпочечников может связать до 360 тыс. молекул адренокортикотропного гормона, а щитовидной железы — 500 молекул тиреотропного гормона. В цитоплазме на долю рецепторов, связывающих стероидные гормоны, приходится около 0,01 % общего содержания белков в цитоплазме.

Связь гормона с 2...10% рецепторов уже обеспечивает эффект действия гормона. Одна и та же молекула аденилатциклазы, принимающая внутри клетки сигнал гормона, может быть связана одновременно с несколькими рецепторами на поверхности.

Для ее активирования и запуска всех процессов достаточно, чтобы сигнал поступил хотя бы на один из этих рецепторов. В клетке на ДНК участков (акцепторов), с которыми могут взаимодействовать комплексы гормон-рецептор, больше, чем молекул белков- рецепторов. Ингибиторное действие гормона может осуществляться с участием и ионов Са2+.

Полагают, что механизм ингибиторного действия соматостатина на секрецию пептидных гормонов гипофиза и панкреатических островков включает устранение из секреторного процесса Са2+ посредством связывания его с тетрадекапептидом или вследствие существования антагонизма между Са2+ и этим пептидом.

_{Источник. Физиология и этология животных. Под редакцией доктора биологических наук, профессора В. И. Максимова. Учебное издание.}

AOF | 21.12.2020 15:18:01