Scheme ng aksyon sa mga target na cell ng steroid hormones. Ang mekanismo ng pagkilos ng mga steroid hormone. Mga pagbabago sa hormonal sa panahon ng regla

Ang katawan ng tao ay umiiral bilang isang buo salamat sa isang sistema ng mga panloob na koneksyon, na nagsisiguro sa paglipat ng impormasyon mula sa isang cell patungo sa isa pa sa parehong tissue o sa pagitan ng iba't ibang mga tisyu. Kung wala ang sistemang ito imposibleng mapanatili ang homeostasis. Sa paglilipat ng impormasyon sa pagitan ng mga selula sa mga multicellular na buhay na organismo, tatlong sistema ang nakikibahagi: ang CENTRAL NERVOUS SYSTEM (CNS), ang ENDOCRINE SYSTEM (GLANDS) at ang IMMUNE SYSTEM.

Ang mga paraan ng paglilipat ng impormasyon sa lahat ng mga sistemang ito ay kemikal. Ang mga tagapamagitan sa paghahatid ng impormasyon ay maaaring mga SIGNAL na molekula.

Kabilang sa mga signal molecule na ito ang apat na grupo ng mga substance: ENDOGENOUS BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES (immune response mediators, growth factors, atbp.), NEUROMEDIATORS, ANTIBODIES (immunoglobulins) at HORMONES.

B I O CH I M I I G O R M O N O V

Ang HORMONES ay mga biologically active substance na na-synthesize sa maliit na halaga sa mga espesyal na selula ng endocrine system at inihahatid sa pamamagitan ng mga nagpapalipat-lipat na likido (halimbawa, dugo) sa mga target na selula, kung saan ginagamit nila ang kanilang epekto sa regulasyon.

Ang mga hormone, tulad ng iba pang mga molekula ng pagbibigay ng senyas, ay nagbabahagi ng ilang karaniwang katangian.

PANGKALAHATANG KATANGIAN NG MGA HORMON.

1) ay inilabas mula sa mga cell na gumagawa ng mga ito sa extracellular space;

2) ay hindi mga bahagi ng istruktura ng mga cell at hindi ginagamit bilang isang mapagkukunan ng enerhiya.

3) ay may kakayahang partikular na makipag-ugnayan sa mga cell na may mga receptor para sa hormone na ito.

4) may napakataas na biological na aktibidad - epektibong kumikilos sa mga selula sa napakababang konsentrasyon (mga 10 -6 - 10 -11 mol/l).

MEKANISMO NG PAGKILOS NG HORMONES.

Ang mga hormone ay nakakaapekto sa mga target na selula.

Ang TARGET CELLS ay mga cell na partikular na nakikipag-ugnayan sa mga hormone gamit ang mga espesyal na protina ng receptor. Ang mga receptor na protina na ito ay matatagpuan sa panlabas na lamad ng cell, o sa cytoplasm, o sa nuclear membrane at iba pang organelles ng cell.

BIOCHEMICAL MECHANISMS NG SIGNAL TRANSMISSION MULA SA HORMONE tungo sa TARGET CELL.

Ang anumang receptor protein ay binubuo ng hindi bababa sa dalawang domain (rehiyon) na nagbibigay ng dalawang function:

- "pagkilala" ng hormone;

Pagbabago at paghahatid ng natanggap na signal sa cell.

Paano kinikilala ng protina ng receptor ang molekula ng hormone kung saan maaari itong makipag-ugnayan?

Ang isa sa mga domain ng receptor protein ay naglalaman ng isang rehiyong pantulong sa ilang bahagi ng molekula ng signal. Ang proseso ng pagbubuklod ng isang receptor sa isang molekula ng signal ay katulad ng proseso ng pagbuo ng isang enzyme-substrate complex at maaaring matukoy ng halaga ng affinity constant.

Karamihan sa mga receptor ay hindi lubos na nauunawaan dahil ang kanilang paghihiwalay at paglilinis ay napakahirap, at ang nilalaman ng bawat uri ng receptor sa mga selula ay napakababa. Ngunit alam na ang mga hormone ay nakikipag-ugnayan sa kanilang mga receptor sa isang physicochemical na paraan. Ang mga pakikipag-ugnayan ng electrostatic at hydrophobic ay nabuo sa pagitan ng molekula ng hormone at ng receptor. Kapag ang receptor ay nagbubuklod sa hormone, ang mga pagbabago sa conformational sa receptor protein ay nangyayari at ang complex ng signal molecule na may receptor protein ay naisaaktibo. Sa aktibong estado, maaari itong maging sanhi ng mga partikular na reaksyon ng intracellular bilang tugon sa natanggap na signal. Kung ang synthesis o kakayahan ng mga receptor na protina na magbigkis sa mga molekula ng signal ay may kapansanan, ang mga sakit ay lumitaw - mga endocrine disorder. Mayroong tatlong uri ng mga naturang sakit:

1. Nauugnay sa hindi sapat na synthesis ng mga protina ng receptor.

2. Nauugnay sa mga pagbabago sa istraktura ng receptor - mga genetic na depekto.

3. Nauugnay sa pagharang ng mga protina ng receptor ng mga antibodies.

Pahina 4 ng 9

Mga mekanismo ng pagkilos ng mga hormone sa mga target na selula

Depende sa istraktura ng hormone, mayroong dalawang uri ng pakikipag-ugnayan. Kung ang molekula ng hormone ay lipophilic (halimbawa, mga steroid hormone), maaari itong tumagos sa lipid layer ng panlabas na lamad ng mga target na selula. Kung ang molekula ay malaki o polar, kung gayon ang pagtagos nito sa cell ay imposible. Samakatuwid, para sa mga lipophilic hormone, ang mga receptor ay matatagpuan sa loob ng mga target na selula, at para sa mga hydrophilic hormone, ang mga receptor ay matatagpuan sa panlabas na lamad.

Sa kaso ng mga hydrophilic molecule, gumagana ang isang intracellular signal transduction mechanism upang makakuha ng cellular response sa isang hormonal signal. Nangyayari ito sa pakikilahok ng mga sangkap, na tinatawag na pangalawang tagapamagitan. Ang mga molekula ng hormone ay napaka-magkakaibang hugis, ngunit ang "mga pangalawang mensahero" ay hindi.

Ang pagiging maaasahan ng paghahatid ng signal ay nagbibigay ng napakataas na pagkakaugnay ng hormone para sa protina ng receptor nito.

Ano ang mga tagapamagitan na kasangkot sa intracellular transmission ng humoral signal?

Ang mga ito ay cyclic nucleotides (cAMP at cGMP), inositol triphosphate, calcium-binding protein - calmodulin, calcium ions, enzymes na kasangkot sa synthesis ng cyclic nucleotides, pati na rin ang protein kinases - protein phosphorylation enzymes. Ang lahat ng mga sangkap na ito ay kasangkot sa regulasyon ng aktibidad ng mga indibidwal na sistema ng enzyme sa mga target na selula.

Suriin natin nang mas detalyado ang mga mekanismo ng pagkilos ng mga hormone at intracellular mediator.

Mayroong dalawang pangunahing paraan ng pagpapadala ng signal sa mga target na cell mula sa mga molekula ng pagbibigay ng senyas na may mekanismo ng pagkilos ng lamad:

adenylate cyclase (o guanylate cyclase) system;

mekanismo ng phosphoinositide.

Bago ipaliwanag ang papel ng sistema ng cyclase sa mekanismo ng pagkilos ng mga hormone, isaalang-alang natin ang kahulugan ng sistemang ito. Ang sistema ng cyclase ay isang sistema na binubuo ng adenosine cyclophosphate, adenylate cyclase at phosphodiesterase na nakapaloob sa cell, na kinokontrol ang permeability ng mga lamad ng cell, ay kasangkot sa regulasyon ng maraming mga metabolic na proseso ng isang buhay na cell, at namamagitan sa pagkilos ng ilang mga hormone. Iyon ay, ang papel ng sistema ng cyclase ay sila ang pangalawang tagapamagitan sa mekanismo ng pagkilos ng mga hormone.

System "adenylate cyclase - cAMP". Ang membrane enzyme adenylate cyclase ay maaaring nasa dalawang anyo - aktibo at hindi aktibo. Ang adenylate cyclase ay isinaaktibo sa ilalim ng impluwensya ng isang hormone-receptor complex, ang pagbuo nito ay humahantong sa pagbubuklod ng guanyl nucleotide (GTP) sa isang tiyak na regulatory stimulating protein (GS protein), pagkatapos nito ang protina ng GS ay nagiging sanhi ng magnesiyo na ilakip sa adenylate cyclase at i-activate ito. Ito ay kung paano kumikilos ang mga hormone na glucagon, thyrotropin, parathyrin, vasopressin, gonadotropin, atbp., na nagpapagana ng adenylate cyclase. Ang ilang mga hormone, sa kabaligtaran, ay pinipigilan ang adenylate cyclase (somatostatin, angiotensin-P, atbp.).

Sa ilalim ng impluwensya ng adenylate cyclase, ang cAMP ay na-synthesize mula sa ATP, na nagiging sanhi ng pag-activate ng mga kinase ng protina sa cell cytoplasm, na tinitiyak ang phosphorylation ng maraming intracellular na protina. Binabago nito ang pagkamatagusin ng mga lamad, i.e. nagiging sanhi ng metabolic at, nang naaayon, mga functional shift na tipikal para sa hormone. Ang mga intracellular effect ng cAMP ay ipinapakita din sa impluwensya sa mga proseso ng paglaganap, pagkita ng kaibhan, at sa pagkakaroon ng mga protina ng receptor ng lamad sa mga molekula ng hormone.

Guanylate cyclase-cGMP system. Ang pag-activate ng lamad na guanylate cyclase ay nangyayari hindi sa ilalim ng direktang impluwensya ng hormone-receptor complex, ngunit hindi direkta sa pamamagitan ng ionized calcium at oxidant system ng mga lamad. Ito ay kung paano napagtanto ng atrial natriuretic hormone, isang atriopeptide, isang tissue hormone ng vascular wall, ang mga epekto nito. Sa karamihan ng mga tissue, ang biochemical at physiological na epekto ng cAMP at cGMP ay magkasalungat. Ang mga halimbawa ay ang pagpapasigla ng mga contraction ng puso sa ilalim ng impluwensya ng cAMP at ang kanilang pagsugpo sa pamamagitan ng cGMP, ang pagpapasigla ng mga contraction ng makinis na kalamnan ng bituka sa pamamagitan ng cGMP at ang pagsugpo sa cAMP.

Bilang karagdagan sa mga sistema ng adenylate cyclase o guanylate cyclase, mayroon ding mekanismo para sa paglipat ng impormasyon sa loob ng target na cell na may partisipasyon ng mga calcium ions at inositol triphosphate.

Ang Inositol triphosphate ay isang sangkap na nagmula sa isang kumplikadong lipid - inositol phosphatide. Ito ay nabuo bilang isang resulta ng pagkilos ng isang espesyal na enzyme - phospholipase "C", na isinaaktibo bilang isang resulta ng mga pagbabago sa conformational sa intracellular domain ng membrane receptor protein.

Ang enzyme na ito ay nag-hydrolyze ng phosphoester bond sa phosphatidyl-inositol-4,5-bisphosphate molecule, na nagreresulta sa pagbuo ng diacylglycerol at inositol triphosphate.

Ito ay kilala na ang pagbuo ng diacylglycerol at inositol triphosphate ay humahantong sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng ionized calcium sa loob ng cell. Ito ay humahantong sa pag-activate ng maraming mga protina na umaasa sa calcium sa loob ng cell, kabilang ang pag-activate ng iba't ibang mga kinase ng protina. At dito, tulad ng sa kaso ng pag-activate ng adenylate cyclase system, ang isa sa mga yugto ng paghahatid ng signal sa loob ng cell ay protina phosphorylation, na humahantong sa isang physiological na tugon ng cell sa pagkilos ng hormone.

Ang isang espesyal na protina na nagbubuklod ng calcium, ang calmodulin, ay nakikibahagi sa gawain ng mekanismo ng pagsenyas ng phosphoinositide sa target na selula. Ito ay isang mababang molekular na timbang na protina (17 kDa), 30% na binubuo ng mga negatibong sisingilin na amino acid (Glu, Asp) at samakatuwid ay may kakayahang aktibong magbigkis ng Ca + 2. Ang isang molekula ng calmodulin ay may 4 na mga site na nagbubuklod ng calcium. Pagkatapos ng pakikipag-ugnayan sa Ca + 2, nangyayari ang mga pagbabago sa conformational sa calmodulin molecule at ang Ca + 2-calmodulin complex ay nagagawang i-regulate ang aktibidad (allosterically inhibit o activate) ang maraming enzymes - adenylate cyclase, phosphodiesterase, Ca + 2, Mg + 2-ATPase at iba't ibang mga kinases ng protina.

Sa iba't ibang mga cell, kapag ang Ca + 2-calmodulin complex ay nakalantad sa mga isoenzymes ng parehong enzyme (halimbawa, sa adenylate cyclase ng iba't ibang uri), ang pag-activate ay sinusunod sa ilang mga kaso, at ang pagsugpo sa reaksyon ng pagbuo ng cAMP ay sinusunod sa iba. Ang ganitong magkakaibang mga epekto ay nangyayari dahil ang mga allosteric center ng isoenzymes ay maaaring magsama ng iba't ibang mga amino acid radical at ang kanilang tugon sa pagkilos ng Ca + 2-calmodulin complex ay magkakaiba.

Kaya, ang papel ng "mga pangalawang mensahero" para sa paghahatid ng mga signal mula sa mga hormone sa mga target na selula ay maaaring:

cyclic nucleotides (c-AMP at c-GMP);

kumplikadong "Sa-calmodulin";

diacylglycerol;

inositol triphosphate.

Ang mga mekanismo ng paglipat ng impormasyon mula sa mga hormone sa loob ng mga target na cell sa tulong ng mga tagapamagitan sa itaas ay may mga karaniwang tampok:

isa sa mga yugto ng paghahatid ng signal ay protina phosphorylation;

Ang pagwawakas ng pag-activate ay nangyayari bilang isang resulta ng mga espesyal na mekanismo na pinasimulan ng mga kalahok sa mga proseso mismo - may mga mekanismo ng negatibong feedback.

Ang mga hormone ay ang pangunahing humoral regulator ng mga physiological function ng katawan, at ang kanilang mga katangian, biosynthetic na proseso, at mekanismo ng pagkilos ay kilala na ngayon. Ang mga hormone ay lubos na tiyak na mga sangkap na may kinalaman sa mga target na selula at may napakataas na biological na aktibidad.

Ang mekanismo ng pagkilos ng mga thyroid hormone sa mga target na selula

Ang mga hormone na T3 at T4 ay mga fat-soluble na hormone na dinadala sa buong lamad papunta sa cytoplasm ng target na cell (hakbang 1) at nagbubuklod sa mga thyroid receptor sa nucleus (hakbang 2). Ang nabuong GR complex ay nakikipag-ugnayan sa DNA (hakbang 3), pinasisigla ang mga proseso ng transkripsyon - ang pagbuo ng mRNA (hakbang 4) at, bilang isang resulta, ang synthesis ng mga bagong protina sa ribosomes (hakbang 5), na humahantong sa isang pagbabago sa pag-andar ng target na cell (hakbang 6) (Larawan 6.13).

Ang papel ng mga thyroid hormone sa mga proseso ng paglago, pag-unlad ng kaisipan at metabolismo

Impluwensya ng mga hormone sa paglaki. Ang mga thyroid hormone, bilang mga synergist ng growth hormone at somatomedins (IGF-I), sa physiological concentrations ay nagpapasigla sa paglaki at pag-unlad ng skeleton sa pamamagitan ng potentiating protein synthesis sa mga target na cell, kabilang ang mga chondrocytes at skeletal muscles.

Ang mga hormone ay nag-aambag din sa ossification ng buto - ang pagsasara ng mga epiphyseal growth zone. Sa kanilang kakulangan, ang mga zone ng paglago ay hindi nagsasara nang mahabang panahon at ang pag-unlad ng buto ay nahuhuli sa kronolohikong edad.

Epekto ng mga hormone sa CNS. Ang pag-unlad ng central nervous system sa mga bata pagkatapos ng kapanganakan ay isinasagawa kasama ang sapilitan na pakikilahok

BIGAS. 6.13. Scheme ng mekanismo ng pagkilos ng mga thyroid hormone at ang kanilang mga pangunahing epekto sa mga function ng katawan. 1-6 - ang pagkakasunud-sunod ng reaksyon ng hormone na may mga istruktura ng nucleus at ang sistema para sa synthesis ng mga bagong protina

mga thyroid hormone. Nag-aambag sila sa myelination at sumasanga ng mga proseso ng mga neuron ng utak, ang pag-unlad ng mga pag-andar ng isip. Ang pinakamalaking impluwensya ay ipinahayag sa cerebral cortex, basal ganglia, curl. Sa kawalan ng mga thyroid hormone sa perinatal period, nangyayari ang mental retardation - cretinism. Mayroong napakaikling panahon pagkatapos ng kapanganakan kapag ang hormone replacement therapy ay maaaring magsulong ng normal na pag-unlad ng kaisipan. Samakatuwid, mahalagang tuklasin ang kakulangan sa hormone bago pa man ipanganak ang bata.

Sa mga may sapat na gulang, ang mga normal na pag-andar ng pag-iisip, memorya, at ang rate ng mga reflex na reaksyon ay pinananatili sa pakikilahok ng mga thyroid hormone nang direkta at hindi direkta, dahil sa pagtaas ng bilang ng mga adrenoreceptor sa mga neuron ng CNS.

Ang mga taong may labis na mga thyroid hormone ay nagiging magagalitin, hindi mapakali, ang bilis ng mga proseso ng pag-iisip ay pinabilis. Sa mga taong may kakulangan sa mga proseso ng thyroid, bumabagal ang mga proseso ng pag-iisip, lumalala ang memorya, at bumababa ang bilis ng mga reaksyon ng reflex.

Impluwensya ng mga hormone sa metabolic rate. Ang intensity ng metabolismo sa pamamahinga sa ilalim ng impluwensya ng mga hormone ay nagdaragdag, ito ay lalong kapansin-pansin sa mga kondisyon ng labis na mga thyroid hormone. Ang isang pagtaas sa intensity ng metabolismo ay nangyayari sa halos lahat ng mga target na selula, maliban sa utak, testicle, lymph nodes, pali, adenohypophysis. Ang pagsipsip ng oxygen, pagtaas ng init.

Ang pagtaas sa intensity ng metabolismo sa ilalim ng pagkilos ng mga thyroid hormone ay maaaring magkaroon ng epekto sa synthesis ng isang cellular enzyme protein - sodium-potassium ATP-ase, na matatagpuan sa mga lamad ng cell. Sa turn, ang intensive work ng sodium-potassium pump ay nagpapataas ng intensity ng metabolism.

Impluwensya ng mga hormone sa metabolismo ng karbohidrat. Ang mga thyroid hormone sa mga physiological concentration ay nagpapalakas sa pagkilos ng insulin at nagtataguyod ng glycogenesis at paggamit ng glucose.

Sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng mga hormone (sa panahon ng stress o pharmacologically), ang hyperglycemia ay bubuo dahil sa potentiation glycogenolysis, sanhi ng adrenaline. lumalaki gluconeogenesis, glucose oksihenasyon at pagsipsip sa bituka sa pamamagitan ng pangalawang aktibong transportasyon.

Impluwensya ng mga hormone sa metabolismo ng protina. Ang mga thyroid hormone sa physiological concentrations ay may anabolic effect - pinasisigla nila ang synthesis ng mga protina, ngunit sa mataas na konsentrasyon ay nagiging sanhi ng kanilang catabolism.

Impluwensya ng mga hormone sa metabolismo ng taba. Ang mga hormone sa thyroid ay nagpapasigla sa lahat ng aspeto ng metabolismo ng taba - synthesis ng lipid, pagpapakilos at paggamit. Ang pagtaas sa kanilang konsentrasyon ay humahantong sa lipolysis- isang pagbawas sa konsentrasyon ng triglycerides, phospholipids sa dugo at isang pagtaas sa mga libreng fatty acid at gliserol. Sa ilalim ng impluwensya ng mga hormone, ang bilang ng mga low-density lipoprotein (LDL) na mga receptor ay tumataas at ang bilang ng kolesterol sa atay ay bumababa. Ito ay humahantong sa isang pagtaas sa excretion kolesterol mula sa katawan, binabawasan ang antas nito sa dugo.

Ang metabolismo ng mga bitamina na natutunaw sa taba ay nasa ilalim din ng impluwensya ng mga thyroid hormone - kinakailangan ang mga ito para sa synthesis ng bitamina A mula sa karotina at ang conversion nito sa retinene.

Ang epekto ng mga hormone sa autonomic nervous system ay ang bilang ng mga beta-adrenergic receptor sa mga target na cell ay tumataas, na na-synthesize sa ilalim ng impluwensya ng mga thyroid hormone, na humahantong sa isang pagtaas sa epekto ng catecholamines sa effector cells.

Impluwensya ng mga hormone sa visceral system. daluyan ng dugo sa katawan. Ang rate ng puso ay pinabilis dahil sa isang pagtaas sa bilang ng mga β-adrenergic receptor sa pacemaker at isang pagtaas sa impluwensya ng catecholamines; contraction force - tumataas bilang resulta ng pagtaas sa pool ng α-myosin heavy chain sa cardiomyocytes, na may mataas na aktibidad ng ATPase.

Sistema ng paghinga. Lumalalim ang bentilasyon ng baga, na isang adaptive na tugon sa pagtaas ng oxygen uptake na may pagtaas sa metabolic rate.

Biochemistry ng mga hormone, V.250599

Ang mga paraan ng paglilipat ng impormasyon sa lahat ng mga sistemang ito ay kemikal. Ang mga tagapamagitan sa paghahatid ng impormasyon ay maaaring mga SIGNAL na molekula.

B I O CH I M I I G O R M O N O V

Ang mga hormone, tulad ng iba pang mga molekula ng pagbibigay ng senyas, ay nagbabahagi ng ilang karaniwang katangian.

^ PANGKALAHATANG KATANGIAN NG MGA HORMON.

1) ay inilabas mula sa mga cell na gumagawa ng mga ito sa extracellular space;

2) ay hindi mga bahagi ng istruktura ng mga cell at hindi ginagamit bilang isang mapagkukunan ng enerhiya.

3) ay may kakayahang partikular na makipag-ugnayan sa mga cell na may mga receptor para sa hormone na ito.

4) may napakataas na biological na aktibidad - epektibong kumikilos sa mga selula sa napakababang konsentrasyon (mga 10 -6 - 10 -11 mol/l).

^ MEKANISMO NG PAGKILOS NG HORMONES.

Ang mga hormone ay nakakaapekto sa mga target na selula.

^ BIOCHEMICAL MECHANISMS NG SIGNAL TRANSMISSION MULA SA HORMONE tungo sa TARGET CELL.

Ang anumang receptor protein ay binubuo ng hindi bababa sa dalawang domain (rehiyon) na nagbibigay ng dalawang function:

- "pagkilala" ng hormone;

Pagbabago at paghahatid ng natanggap na signal sa cell.

Paano kinikilala ng protina ng receptor ang molekula ng hormone kung saan maaari itong makipag-ugnayan?

1. Nauugnay sa hindi sapat na synthesis ng mga protina ng receptor.

2. Nauugnay sa mga pagbabago sa istraktura ng receptor - mga genetic na depekto.

3. Nauugnay sa pagharang ng mga protina ng receptor ng mga antibodies.

^ MEKANISMO NG PAGKILOS NG HORMONES SA TARGET CELLS.

Sa kaso ng mga hydrophilic molecule, gumagana ang isang intracellular signal transduction mechanism upang makakuha ng cellular response sa isang hormonal signal. Nangyayari ito sa partisipasyon ng mga substance na tinatawag na "SECOND INTERMEDIARIES". Ang mga molekula ng hormone ay napaka-magkakaibang hugis, ngunit ang "mga pangalawang mensahero" ay hindi.

Ang pagiging maaasahan ng paghahatid ng signal ay nagbibigay ng napakataas na pagkakaugnay ng hormone para sa protina ng receptor nito.

Ano ang mga tagapamagitan na kasangkot sa intracellular transmission ng humoral signal? Ang mga ito ay cyclic nucleotides (cAMP at cGMP), inositol triphosphate, calcium-binding protein - calmodulin, calcium ions, enzymes na kasangkot sa synthesis ng cyclic nucleotides, pati na rin ang protein kinases - protein phosphorylation enzymes. Ang lahat ng mga sangkap na ito ay kasangkot sa regulasyon ng aktibidad ng mga indibidwal na sistema ng enzyme sa mga target na selula.

Suriin natin nang mas detalyado ang mga mekanismo ng pagkilos ng mga hormone at intracellular mediator. Mayroong dalawang pangunahing paraan ng pagpapadala ng signal sa mga target na cell mula sa mga molekula ng pagbibigay ng senyas na may mekanismo ng pagkilos ng lamad:

^ 1. ADENYLATE CYCLASE (O GUANYLATE CYCLASE) SYSTEMS

2. MEKANISMO NG PHOSPHOINOSITIDE

ADENYLATE CYCLASE SYSTEM.

Pangunahing bahagi: lamad protina receptor, G-protina, adenylate cyclase enzyme, guanosine triphosphate, protina kinases.

Bilang karagdagan, ang ATP ay kinakailangan para sa normal na paggana ng adenylate cyclase system.

Ang scheme ng adenylate cyclase system ay ipinapakita sa figure:

Tulad ng makikita mula sa figure, ang receptor protein, G-protein, sa tabi kung saan matatagpuan ang GTP at ang enzyme (adenylate cyclase), ay itinayo sa lamad ng cell.

Hanggang sa sandali ng pagkilos ng hormone, ang mga sangkap na ito ay nasa isang dissociated state, at pagkatapos ng pagbuo ng complex ng signal molecule na may receptor protein, ang mga pagbabago sa conformation ng G protein ay nangyayari. Bilang resulta, ang isa sa mga subunit ng G-protein ay nakakakuha ng kakayahang magbigkis sa GTP.

Ang G-protein-GTP complex ay nagpapagana ng adenylate cyclase. Ang Adenylate cyclase ay nagsisimula sa aktibong pag-convert ng mga molekula ng ATP sa cAMP.

Ang C-AMP ay may kakayahang i-activate ang mga espesyal na enzymes - protina kinases, na catalyze ang phosphorylation reaksyon ng iba't ibang mga protina na may partisipasyon ng ATP. Kasabay nito, ang mga residue ng phosphoric acid ay kasama sa komposisyon ng mga molekula ng protina. Ang pangunahing resulta ng proseso ng phosphorylation na ito ay isang pagbabago sa aktibidad ng phosphorylated protein. Sa iba't ibang uri ng cell, ang mga protina na may iba't ibang functional na aktibidad ay sumasailalim sa phosphorylation bilang resulta ng pag-activate ng adenylate cyclase system. Halimbawa, ang mga ito ay maaaring enzymes, nuclear proteins, membrane proteins. Bilang resulta ng reaksyon ng phosphorylation, ang mga protina ay maaaring maging aktibo o hindi aktibo.

Ang ganitong mga proseso ay hahantong sa mga pagbabago sa rate ng mga proseso ng biochemical sa target na cell.

Ang pag-activate ng sistema ng adenylate cyclase ay tumatagal ng napakaikling panahon, dahil ang G-protein, pagkatapos na magbubuklod sa adenylate cyclase, ay nagsisimulang magpakita ng aktibidad ng GTPase. Pagkatapos ng hydrolysis ng GTP, ibinabalik ng G-protein ang conformation nito at huminto sa pag-activate ng adenylate cyclase. Bilang resulta, humihinto ang reaksyon sa pagbuo ng cAMP.

Bilang karagdagan sa mga kalahok sa adenylate cyclase system, ang ilang mga target na cell ay may mga receptor na protina na nauugnay sa G-proteins, na humahantong sa pagsugpo ng adenylate cyclase. Kasabay nito, ang "GTP-G-protein" complex ay pumipigil sa adenylate cyclase.

Kapag huminto ang pagbuo ng cAMP, ang mga reaksyon ng phosphorylation sa cell ay hindi hihinto kaagad: hangga't ang mga molekula ng cAMP ay patuloy na umiiral, ang proseso ng pag-activate ng protina kinase ay magpapatuloy. Upang ihinto ang pagkilos ng cAMP, mayroong isang espesyal na enzyme sa mga cell - phosphodiesterase, na catalyzes ang hydrolysis reaksyon ng 3, 5 "-cyclo-AMP sa AMP.

Ang ilang mga sangkap na may epekto sa pagbabawal sa phosphodiesterase (halimbawa, ang mga alkaloid na caffeine, theophylline) ay tumutulong na mapanatili at mapataas ang konsentrasyon ng cyclo-AMP sa cell. Sa ilalim ng impluwensya ng mga sangkap na ito sa katawan, ang tagal ng pag-activate ng adenylate cyclase system ay nagiging mas mahaba, iyon ay, ang epekto ng pagtaas ng hormone.

Bilang karagdagan sa adenylate cyclase o guanylate cyclase system, mayroon ding mekanismo para sa pagpapadala ng impormasyon sa loob ng target na cell na may partisipasyon ng mga calcium ions at inositol triphosphate.

Ang enzyme na ito ay nag-hydrolyze ng phosphoester bond sa phosphatidyl-inositol-4,5-bisphosphate molecule, na nagreresulta sa pagbuo ng diacylglycerol at inositol triphosphate.

Ang isang espesyal na protina na nagbubuklod ng calcium, ang calmodulin, ay nakikibahagi sa gawain ng mekanismo ng pagsenyas ng phosphoinositide sa target na selula. Ito ay isang mababang molekular na timbang na protina (17 kDa), 30% na binubuo ng mga negatibong sisingilin na amino acids (Glu, Asp) at samakatuwid ay may kakayahang aktibong magbigkis ng Ca +2. Ang isang molekula ng calmodulin ay may 4 na mga site na nagbubuklod ng calcium. Pagkatapos ng pakikipag-ugnayan sa Ca +2, nagaganap ang mga pagbabago sa conformational sa molecule ng calmodulin at ang "Ca +2 -calmodulin" complex ay nagagawang i-regulate ang aktibidad (allosterically inhibit o activate) ang maraming enzymes - adenylate cyclase, phosphodiesterase, Ca +2, Mg +2 -ATPase at iba't ibang mga kinase ng protina.

Sa iba't ibang mga cell, kapag ang "Ca +2-calmodulin" complex ay nakalantad sa mga isoenzymes ng parehong enzyme (halimbawa, sa adenylate cyclase ng iba't ibang uri), ang pag-activate ay sinusunod sa ilang mga kaso, at ang pagsugpo sa reaksyon ng pagbuo ng cAMP sa iba. Ang ganitong magkakaibang mga epekto ay nangyayari dahil ang mga allosteric center ng isoenzymes ay maaaring magsama ng iba't ibang mga amino acid radical at ang kanilang tugon sa pagkilos ng Ca + 2 -calmodulin complex ay magkakaiba.

Kaya, ang papel ng "mga pangalawang mensahero" para sa paghahatid ng mga signal mula sa mga hormone sa mga target na selula ay maaaring:

Cyclic nucleotides (c-AMP at c-GMP);

Ca ion;

Kumplikadong "Sa-calmodulin";

diacylglycerin;

Inositol triphosphate

Ang mga mekanismo ng paglipat ng impormasyon mula sa mga hormone sa loob ng mga target na cell sa tulong ng mga tagapamagitan sa itaas ay may mga karaniwang tampok:

1. isa sa mga yugto ng paghahatid ng signal ay protina phosphorylation

2. Ang pagwawakas ng activation ay nangyayari bilang isang resulta ng mga espesyal na mekanismo na pinasimulan ng mga kalahok sa mga proseso mismo - may mga negatibong mekanismo ng feedback.

Ang mga hormone ay ang pangunahing humoral regulator ng mga physiological function ng katawan, at ang kanilang mga katangian, biosynthetic na proseso, at mekanismo ng pagkilos ay kilala na ngayon.

Mga palatandaan kung saan naiiba ang mga hormone sa iba pang mga molekula ng pagbibigay ng senyas:

1. Ang synthesis ng mga hormone ay nangyayari sa mga espesyal na selula ng endocrine system. Ang synthesis ng mga hormone ay ang pangunahing pag-andar ng mga endocrine cells.

2. Ang mga hormone ay tinatago sa dugo, mas madalas sa venous, minsan sa lymph. Maaaring maabot ng iba pang mga molekula ng pagbibigay ng senyas ang mga target na selula nang hindi itinatago sa mga nagpapalipat-lipat na likido.

3. Telecrine effect (o malayong aksyon) - ang mga hormone ay kumikilos sa mga target na selula sa isang malaking distansya mula sa lugar ng synthesis.

Ang mga hormone ay lubos na tiyak na mga sangkap na may kinalaman sa mga target na selula at may napakataas na biological na aktibidad.

^ CHEMICAL STRUCTURE NG HORMONES.

Ang istraktura ng mga hormone ay naiiba. Sa kasalukuyan, humigit-kumulang 160 iba't ibang mga hormone mula sa iba't ibang mga multicellular na organismo ang inilarawan at nakahiwalay. Ayon sa istruktura ng kemikal, ang mga hormone ay maaaring maiuri sa tatlong klase:

1. Protein-peptide hormones;

2. Mga derivatives ng amino acids;

3. Mga steroid na hormone.

Kasama sa unang klase ang mga hormone ng hypothalamus at pituitary gland (mga peptide at ilang protina ay synthesize sa mga glandula na ito), pati na rin ang mga hormone ng pancreas at parathyroid gland at isa sa mga thyroid hormone.

Kasama sa pangalawang klase ang mga amin, na na-synthesize sa adrenal medulla at sa epiphysis, pati na rin ang mga thyroid hormone na naglalaman ng yodo.

Ang ikatlong klase ay steroid hormones, na synthesize sa adrenal cortex at sa gonads. Sa bilang ng mga carbon atom, ang mga steroid ay naiiba sa bawat isa:

C 21 - mga hormone ng adrenal cortex at progesterone;

C 19 - male sex hormones - androgens at testosterone;

Mula 18 - babaeng sex hormones - estrogens.

Karaniwan sa lahat ng mga steroid ay ang pagkakaroon ng isang sterane core, na ipinapakita sa figure.

^ MGA MEKANISMO NG PAGKILOS NG ENDOCRINE SYSTEM.

Endocrine system - isang hanay ng mga glandula ng endocrine at ilang espesyal na mga selula ng endocrine sa mga tisyu kung saan ang pag-andar ng endocrine ay hindi lamang isa (halimbawa, ang pancreas ay hindi lamang endocrine, kundi pati na rin ang mga pag-andar ng exocrine). Ang anumang hormone ay isa sa mga kalahok nito at kumokontrol sa ilang mga metabolic reaction. Kasabay nito, may mga antas ng regulasyon sa loob ng endocrine system - ang ilang mga glandula ay may kakayahang kontrolin ang iba.

^ PANGKALAHATANG SKEMA NG PAGPAPATUPAD NG MGA ENDOCRINE FUNCTIONS SA KATAWAN.

Kasama sa scheme na ito ang pinakamataas na antas ng regulasyon sa endocrine system - ang hypothalamus at pituitary gland, na gumagawa ng mga hormone na mismong nakakaapekto sa mga proseso ng synthesis at pagtatago ng mga hormone ng iba pang mga endocrine cells.

Ang parehong pamamaraan ay nagpapakita na ang rate ng synthesis at pagtatago ng mga hormone ay maaari ding magbago sa ilalim ng impluwensya ng mga hormone mula sa iba pang mga glandula o bilang isang resulta ng pagpapasigla ng mga non-hormonal metabolites.

Nakikita rin namin ang pagkakaroon ng mga negatibong feedback (-) - pagsugpo ng synthesis at (o) pagtatago pagkatapos ng pag-aalis ng pangunahing kadahilanan na naging sanhi ng pagbilis ng produksyon ng hormone.

Bilang isang resulta, ang nilalaman ng hormone sa dugo ay pinananatili sa isang tiyak na antas, na nakasalalay sa functional na estado ng katawan.

Bilang karagdagan, ang katawan ay karaniwang lumilikha ng isang maliit na reserba ng mga indibidwal na hormone sa dugo (hindi ito makikita sa diagram). Ang pagkakaroon ng naturang reserba ay posible dahil maraming mga hormone sa dugo ang nasa isang estado na nauugnay sa mga espesyal na protina ng transportasyon. Halimbawa, ang thyroxine ay nauugnay sa thyroxine-binding globulin, at ang glucocorticosteroids ay nauugnay sa protina transcortin. Dalawang anyo ng naturang mga hormone - na nauugnay sa mga protina ng transportasyon at libre - ay nasa dugo sa isang estado ng dynamic na balanse.

Nangangahulugan ito na kapag ang mga libreng anyo ng naturang mga hormone ay nawasak, ang nakagapos na anyo ay maghihiwalay at ang konsentrasyon ng hormone sa dugo ay mapapanatili sa isang medyo pare-parehong antas. Kaya, ang isang complex ng isang hormone na may transport protein ay maaaring ituring bilang isang reserba ng hormone na ito sa katawan.

Ang isa sa mga pinakamahalagang tanong ay ang tanong kung anong mga pagbabago sa mga proseso ng metabolic ang sinusunod sa ilalim ng pagkilos ng mga hormone. Tawagan natin ang seksyong ito:

^ MGA EPEKTO NA NAMAMAY SA MGA TARGET CELLS SA ILALIM NG IMPLUWENSYA NG HORMONES.

Napakahalaga na ang mga hormone ay hindi nagiging sanhi ng anuman bago metabolic reaksyon sa target na cell. Bumubuo lamang sila ng isang kumplikadong may protina ng receptor. Bilang resulta ng pagpapadala ng isang hormonal signal sa target na cell, ang mga cellular reaction ay ini-on o off, na nagbibigay ng cellular response.

Sa kasong ito, ang mga sumusunod na pangunahing epekto ay maaaring maobserbahan sa target na cell:

1) Pagbabago sa rate ng biosynthesis ng mga indibidwal na protina (kabilang ang mga protina ng enzyme);

2) Pagbabago sa aktibidad ng mayroon nang mga enzyme (halimbawa, bilang isang resulta ng phosphorylation - tulad ng ipinakita sa halimbawa ng adenylate cyclase system;

3) Pagbabago sa pagkamatagusin ng mga lamad sa mga target na selula para sa mga indibidwal na sangkap o ion (halimbawa, para sa Ca +2).

Nasabi na ang tungkol sa mga mekanismo ng pagkilala sa hormone - ang hormone ay nakikipag-ugnayan sa target na cell lamang sa pagkakaroon ng isang espesyal na protina ng receptor (ang istraktura ng mga receptor at ang kanilang lokalisasyon sa cell ay napag-usapan na). Idinagdag namin na ang pagbubuklod ng hormone sa receptor ay nakasalalay sa mga parameter ng physicochemical ng medium - sa pH at ang konsentrasyon ng iba't ibang mga ions.

Ang partikular na kahalagahan ay ang bilang ng mga molekula ng protina ng receptor sa panlabas na lamad o sa loob ng target na selula. Nagbabago ito depende sa physiological state ng katawan, na may mga sakit o sa ilalim ng impluwensya ng mga gamot. At nangangahulugan ito na sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ang reaksyon ng target na cell sa pagkilos ng hormone ay magkakaiba.

Ang iba't ibang mga hormone ay may iba't ibang mga katangian ng physicochemical at ang lokasyon ng mga receptor para sa ilang mga hormone ay nakasalalay dito. Nakaugalian na makilala sa pagitan ng dalawang mekanismo ng pakikipag-ugnayan ng mga hormone sa mga target na selula:

Mekanismo ng lamad - kapag ang hormone ay nagbubuklod sa isang receptor sa ibabaw ng panlabas na lamad ng target na selula;

Intracellular mechanism - kapag ang receptor para sa hormone ay matatagpuan sa loob ng cell, i.e. sa cytoplasm o sa intracellular membranes.

Mga hormone na may mekanismo ng pagkilos ng lamad:

Lahat ng protina at peptide hormones, pati na rin ang mga amin (adrenaline, norepinephrine);

Ang mekanismo ng pagkilos ng intracellular ay:

Steroid hormones at derivatives ng amino acids - thyroxine at triiodothyronine.

Ang paghahatid ng isang hormonal signal sa mga istruktura ng cell ay nangyayari ayon sa isa sa mga mekanismo. Halimbawa, sa pamamagitan ng adenylate cyclase system o kasama ng Ca +2 at phosphoinositides. Totoo ito para sa lahat ng mga hormone na may mekanismo ng pagkilos ng lamad. Ngunit ang mga steroid hormone na may isang intracellular na mekanismo ng pagkilos, na karaniwang kinokontrol ang rate ng biosynthesis ng protina at may isang receptor sa ibabaw ng nucleus ng target na cell, ay hindi nangangailangan ng karagdagang mga mensahero sa cell.

^ Mga tampok ng istraktura ng mga receptor ng protina para sa mga steroid.

Ang pinaka-pinag-aralan ay ang receptor para sa mga hormone ng adrenal cortex - glucocorticosteroids (GCS). Ang protina na ito ay may tatlong functional na rehiyon:

1 - para sa pagbubuklod sa hormone (C-terminal)

2 - para sa DNA binding (gitna)

3 - antigenic site, sabay-sabay na magagawang modulate ang function ng promoter sa proseso ng transkripsyon (N-terminal).

Ang mga pag-andar ng bawat site ng naturang receptor ay malinaw sa kanilang mga pangalan. Malinaw, ang istrukturang ito ng receptor para sa mga steroid ay nagpapahintulot sa kanila na maimpluwensyahan ang rate ng transkripsyon sa cell. Ito ay kinumpirma ng katotohanan na sa ilalim ng pagkilos ng mga steroid hormone, ang biosynthesis ng ilang mga protina sa cell ay piling pinasigla (o inhibited). Sa kasong ito, ang acceleration (o deceleration) ng mRNA formation ay sinusunod. Bilang isang resulta, ang bilang ng mga synthesized na molekula ng ilang mga protina (madalas na mga enzyme) ay nagbabago at ang rate ng mga metabolic na proseso ay nagbabago.

BIOSYNTHESIS at SECRETION NG HORMONES NG IBA'T IBANG STRUKTURA

^ Mga hormone ng protina-peptide.

Sa proseso ng pagbuo ng mga protina at peptide hormone sa mga selula ng mga glandula ng endocrine, nabuo ang isang polypeptide na walang aktibidad sa hormonal. Ngunit ang gayong molekula sa komposisyon nito ay may (mga) fragment na naglalaman ng (e) ang pagkakasunud-sunod ng amino acid ng hormon na ito. Ang nasabing molekula ng protina ay tinatawag na pre-pro-hormone at mayroong (kadalasan sa N-terminus) isang istraktura na tinatawag na pinuno o sequence ng signal (pre-). Ang istraktura na ito ay kinakatawan ng mga hydrophobic radical at kinakailangan para sa pagpasa ng molekula na ito mula sa mga ribosom sa pamamagitan ng mga lipid layer ng mga lamad patungo sa mga cisterns ng endoplasmic reticulum (ER). Kasabay nito, sa panahon ng pagpasa ng molekula sa pamamagitan ng lamad, bilang isang resulta ng limitadong proteolysis, ang pinuno (pre-) na pagkakasunud-sunod ay natanggal at isang prohormone ang lilitaw sa loob ng ER. Pagkatapos, sa pamamagitan ng EPR system, ang prohormone ay dinadala sa Golgi complex, at dito nagtatapos ang pagkahinog ng hormone. Muli, bilang resulta ng hydrolysis sa ilalim ng pagkilos ng mga tiyak na proteinase, ang natitirang (N-terminal) na fragment (pro-site) ay natanggal. Ang nabuong molekula ng hormone na may tiyak na biological na aktibidad ay pumapasok sa mga secretory vesicles at nag-iipon hanggang sa sandali ng pagtatago.

Sa panahon ng synthesis ng mga hormone mula sa mga kumplikadong protina ng glycoproteins (halimbawa, follicle-stimulating (FSH) o thyroid-stimulating (TSH) hormones ng pituitary gland), sa proseso ng pagkahinog, ang bahagi ng carbohydrate ay kasama sa istraktura ng hormone.

Ang extraribosomal synthesis ay maaari ding mangyari. Ito ay kung paano na-synthesize ang tripeptide thyroliberin (hormone ng hypothalamus).

^ Hormones - derivatives ng amino acids

Mula sa tyrosine, ang adrenal medulla hormones na ADRENALIN at NORADRENALINE ay na-synthesize, pati na rin ang IODINE-CONTAINING THYROID HORMONES. Sa panahon ng synthesis ng adrenaline at norepinephrine, ang tyrosine ay sumasailalim sa hydroxylation, decarboxylation, at methylation na may partisipasyon ng aktibong anyo ng amino acid methionine.

Ang thyroid gland ay synthesize ang yodo-containing hormones triiodothyronine at thyroxine (tetraiodothyronine). Sa panahon ng synthesis, nangyayari ang iodination ng phenolic group ng tyrosine. Ang partikular na interes ay ang metabolismo ng yodo sa thyroid gland. Ang molekula ng glycoprotein thyroglobulin (TG) ay may molekular na timbang na higit sa 650 kDa. Kasabay nito, sa komposisyon ng molekula ng TG, mga 10% ng masa ay carbohydrates at hanggang 1% ay yodo. Depende ito sa dami ng yodo sa pagkain. Ang TG polypeptide ay naglalaman ng 115 tyrosine residues, na iodinated ng iodine oxidized sa tulong ng isang espesyal na enzyme - thyroperoxidase. Ang reaksyong ito ay tinatawag na iodine organification at nangyayari sa mga thyroid follicle. Bilang resulta, ang mono- at di-iodotyrosine ay nabuo mula sa tyrosine residues. Sa mga ito, humigit-kumulang 30% ng mga nalalabi ay maaaring ma-convert sa tri- at tetra-iodothyronines bilang resulta ng condensation. Ang condensation at iodination ay nagpapatuloy sa partisipasyon ng parehong enzyme, thyroperoxidase. Ang karagdagang pagkahinog ng mga thyroid hormone ay nangyayari sa mga glandular na selula - Ang TG ay hinihigop ng mga selula sa pamamagitan ng endocytosis at isang pangalawang lysosome ay nabuo bilang isang resulta ng pagsasanib ng lysosome sa hinihigop na protina ng TG.

Ang mga proteolytic enzymes ng lysosomes ay nagbibigay ng hydrolysis ng TG at ang pagbuo ng T 3 at T 4 , na inilabas sa extracellular space. At mono- at diiodotyrosine ay deiodinated gamit ang isang espesyal na deiodinase enzyme at yodo ay maaaring muling ayusin. Para sa synthesis ng mga thyroid hormone, ang mekanismo ng pagsugpo ng pagtatago sa pamamagitan ng uri ng negatibong feedback ay katangian (T 3 at T 4 ay pumipigil sa pagpapalabas ng TSH).

^ Mga steroid na hormone.

Ang mga steroid hormone ay synthesize mula sa cholesterol (27 carbon atoms) at cholesterol ay synthesize mula sa acetyl-CoA.

Ang kolesterol ay na-convert sa mga steroid hormone bilang resulta ng mga sumusunod na reaksyon:

Cleavage ng side radical

Ang pagbuo ng mga karagdagang side radical bilang isang resulta ng reaksyon ng hydroxylation sa tulong ng mga espesyal na enzyme ng monooxygenases (hydroxylases) - madalas sa ika-11, ika-17, at ika-21 na posisyon (minsan sa ika-18). Sa unang yugto ng synthesis ng mga steroid hormone, ang mga precursor (pregnenolone at progesterone) ay unang nabuo, at pagkatapos ay iba pang mga hormone (cortisol, aldosterone, sex hormones). Aldosterone, mineralocorticoids ay maaaring mabuo mula sa corticosteroids.

^ SECRETION NG HORMONES.

Kinokontrol ng CNS. Naiipon ang mga synthesized hormones sa mga secretory granules. Sa ilalim ng pagkilos ng mga nerve impulses o sa ilalim ng impluwensya ng mga signal mula sa iba pang mga glandula ng endocrine (tropic hormones), bilang resulta ng exocytosis, nangyayari ang degranulation at ang hormone ay inilabas sa dugo.

Ang mga mekanismo ng regulasyon sa kabuuan ay ipinakita sa scheme ng mekanismo para sa pagpapatupad ng endocrine function.

^ TRANSPORTA NG HORMONES.

Ang transportasyon ng mga hormone ay tinutukoy ng kanilang solubility. Ang mga hormone na may likas na hydrophilic (halimbawa, mga protina-peptide hormone) ay karaniwang dinadala sa dugo sa isang libreng anyo. Ang mga steroid na hormone, ang mga thyroid hormone na naglalaman ng yodo ay dinadala sa anyo ng mga complex na may mga protina ng plasma ng dugo. Ang mga ito ay maaaring mga partikular na transport protein (transport low molecular weight globulins, thyroxin-binding protein; transporting corticosteroids protein transcortin) at nonspecific transport (albumins).

Nasabi na na ang konsentrasyon ng mga hormone sa daluyan ng dugo ay napakababa. At maaari itong magbago alinsunod sa physiological state ng katawan. Sa isang pagbawas sa nilalaman ng mga indibidwal na hormone, ang isang kondisyon ay bubuo, na nailalarawan bilang hypofunction ng kaukulang glandula. Sa kabaligtaran, ang pagtaas sa nilalaman ng hormone ay isang hyperfunction.

Ang patuloy na konsentrasyon ng mga hormone sa dugo ay tinitiyak din ng mga proseso ng catabolism ng mga hormone.

^ CATABOLISM NG HORMONES.

Ang mga hormone ng protina-peptide ay sumasailalim sa proteolysis, bumagsak sa mga indibidwal na amino acid. Ang mga amino acid na ito ay higit na pumapasok sa mga reaksyon ng deamination, decarboxylation, transamination at nabubulok sa mga huling produkto: NH 3, CO 2 at H 2 O.

Hormones - ang mga derivatives ng amino acids ay sumasailalim sa oxidative deamination at karagdagang oksihenasyon sa CO 2 at H 2 O. Ang mga steroid hormone ay nasira nang iba. Walang mga sistema ng enzyme sa katawan na magtitiyak sa kanilang pagkasira. Ano ang nangyayari sa panahon ng kanilang catabolism?

Talaga, ang mga side radical ay binago. Ang mga karagdagang pangkat ng hydroxyl ay ipinakilala. Ang mga hormone ay nagiging mas hydrophilic. Ang mga molekula ay nabuo na ang istraktura ng isang sterane, kung saan ang pangkat ng keto ay matatagpuan sa ika-17 na posisyon. Sa form na ito, ang mga produkto ng catabolism ng steroid sex hormones ay excreted sa ihi at tinatawag na 17-KETOSTEROIDS. Ang pagpapasiya ng kanilang dami sa ihi at dugo ay nagpapakita ng nilalaman ng mga sex hormone sa katawan.

Ang mga steroid hormone ay medyo simpleng mga organikong compound na may mababang molekular na timbang. Mas marami ang nalalaman tungkol sa kanilang mekanismo ng pagkilos kaysa sa pagkilos ng iba pang mga hormone. Ang balangkas ng mga steroid hormone ay nabuo sa pamamagitan ng apat na hydrocarbon rings, at ang lahat ng pagkakaiba-iba ay nakamit dahil sa mga side group - methyl, hydroxyl, atbp Kahit na dose-dosenang mga steroid hormone at ang kanilang mga aktibong analog ay kilala na ngayon, ang kabuuang bilang ng mga compound na ito na, sa prinsipyo, ay maaaring umiral ay hindi lalampas sa dalawang daan. Gayunpaman, ang bilang na ito sa mga vertebrates ay kinabibilangan ng mga hormone na may ganap na magkakaibang mga aksyon - mga male sex hormones (androsterones), mga babaeng sex hormones (estrogens), pati na rin ang mga non-sex steroid hormones ng adrenal glands - corticosteroids.

Ang mga sex steroid hormone sa mga vertebrates ay na-synthesize sa mga glandula ng kasarian, at ang kanilang synthesis ay pinasigla ng mga gonadotropic hormones ng pituitary gland. Sa larvae ng insekto, ang molting steroid hormone, ecdysone (ecdysterone), ay synthesize ng parathoracic glands.

Ang isang magandang modelo para sa pagkilos ng mga babaeng sex steroid hormones (halimbawa, estradiol) ay ang synthesis ng yolk protein ng mga oocytes - vitellogenin sa atay ng mga manok o ovalbumin sa oviduct ng mga manok. Ang mga tandang o lalaking palaka ay kadalasang ginagamit upang pag-aralan ang simula ng vitellogenin synthesis. Karaniwang wala silang estrogen, hindi na-synthesize ang vitellogenin, at tila ganap na hindi aktibo ang gene encoding nito. Ho sa pagpapakilala ng estradiol, ang synthesis ng protina na ito ay nagsisimula din sa atay ng mga lalaki. Bilang karagdagan sa mga vitellogenin genes, ang transkripsyon ng ribosomal RNA at ang pagbuo ng mga bagong ribosome ay isinaaktibo din, habang ang aktibidad ng iba pang mga gene ay bumababa. Sa mga bagong mRNA at bagong ribosome, ang vitellogenin ay masinsinang na-synthesize at mabilis na inilabas sa daluyan ng dugo. Gayunpaman, dahil ang mga lalaki ay walang mga oocytes, ang protina na ito ay nananatili sa plasma ng dugo sa loob ng mahabang panahon.

Ang pagpapakilala ng estradiol sa mga batang inahin at maging sa mga manok ay nagpapasigla sa pagkakaiba-iba ng cell sa kanilang mga oviduct. Ang bahagi ng mga epithelial cells ng oviduct sa ilalim ng impluwensya ng estradiol ay nag-iiba sa mga glandular na selula, kung saan ang mga ovalbumin genes ay isinaaktibo. Pagkatapos ng ilang araw, nagsisimula ang synthesis ng ovalbumin mismo.

Sa salivary glands ng Drosophila larvae o ang Chironomus mosquito (ang larvae nito ay bloodworms, live na pagkain para sa aquarium fish), ang epekto ng molting steroid hormone, ecdysone, sa aktibidad ng gene ay makikita nang direkta sa ilalim ng mikroskopyo. Ang mga polytene chromosome ay mas mahaba at mas makapal kaysa sa mga normal, at ang kanilang mga aktibong gene ay mukhang isang pampalapot ng chromosome. Ang mga ito ay tinatawag na puffs. Kasing aga ng 5-10 min pagkatapos ng pagbibigay ng ecdysone sa larvae, makikita ang hitsura ng ilang bagong puff (isa sa Chironomus, dalawa sa Drosophila). Ngunit makalipas lamang ang ilang oras, nagkakaroon sila ng ilang dosenang mga bagong puff, ang hitsura nito ay tipikal para sa isang larva na pumasok sa metamorphosis. Maaaring ipagpalagay na ang mga unang puff ay resulta ng direktang pagkilos ng ecdysone. Kamakailan lamang, sa pagpapakilala ng radioactive ecdysone, ipinakita na ito ay puro sa unang activated puffs. Ang pag-activate sa ibang pagkakataon ng natitirang mga gene ay hindi na nangangailangan ng direktang impluwensya ng ecdysone at malamang na kinokontrol ng mga gene na na-activate ng ecdysone sa mga unang minuto. Ang mekanismo ng impluwensya ng "gene sa gene" ay halos hindi alam, bagama't ang mga impluwensyang ito ay angkop sa maraming mga pamamaraan ng regulasyon ng gene. Ang mga inhibitor ng RNA synthesis ay pumipigil sa pagsasama ng pangalawang linya ng mga bagong puff, ngunit hindi pinipigilan ang paglitaw ng mga unang puff.

Ang mga mekanismo ng pagkilos ng mga steroid hormone ay naiintindihan na ngayon. Ang mga hormone na ito ay pumapasok sa mga selula. Sa cytoplasm ng mga target na cell mayroong isang tiyak na protina ng receptor na "nakikilala" ang hormone kung saan ang cell ay may kakayahan, nagbubuklod dito at bumubuo ng isang hormone-receptor complex. Ang ganitong mga complex ay lumilipat sa nucleus at nagbubuklod, gaya ng inaasahan, sa mga bahagi ng chromosome kung saan matatagpuan ang mga gene na pinapagana ng hormone sa mga selulang ito. Ang parehong steroid hormone sa iba't ibang uri ng mga cell ay nag-a-activate ng iba't ibang mga gene, halimbawa, ang estradiol ay nagpapagana ng mga vitellogenin na gene sa atay, at ang mga ovalbumin na gene sa oviduct. Samakatuwid, ang mga cell na ito ay dapat na magkaiba sa kanilang mga receptor o sa estado ng kanilang mga chromosome. Ngayon ang umiiral na opinyon ay ang mga receptor sa iba't ibang uri ng mga cell ay pareho. Kung gayon, magkaiba ang mga kromosom. Ipinapalagay na sa nuclei ng mga target na selula sa kaukulang mga gene ay may mga espesyal na protina - mga acceptor, kung saan ang hormone-receptor complex ay maaaring magbigkis at maisaaktibo ang gene na ito sa ilang (hindi pa malinaw) na paraan.