Гормоны: источники, классификация, свойства, жизненный цикл гормонов.

3. Механизмы взаимодействия гормонов с клетками-мишенями (мембранная и внутриклеточная рецепция гормонов).

Информационная роль гормонов.

Гормоны и олигопептиды обеспечивают передачу информации о различных, особенно метаболических потребностях и их удовлетворении в ЦНС.

Кроме того, гормоны обеспечивают информационное взаимодействие клеток на уровне центральной и вегетативной нервной системы, отдельных желез внутренней секреции, клеток в плазме крови, в органах-мишенях, а также молекул в процессах метаболизма в печени, почках и других органах.

По способу передачи информации выделяют:

-аутокринное действие гормонов (гормоны высвобождаются из секретирующей клетки и действуют на нее же)

-изокринное действие гормонов (секретируемые вещества переносятся от клетки к клетке по контактам их поверхностей)

- паракринное действие гормонов (тканевые гормоны, поступают из секретирующей клетки в межклеточное пространство и влияют путем местной диффузии на соседние клетки)

- телекринное (дистантное) действие гормонов (гормоны желез внутренней секрецииприносятся с током крови от значительно удаленных мест образования к клеткам-мишеням)

- нейрокринное действие гормонов (нейросекреты белковой и пептидной природы высвобождаются из окончаний нейросекреторных клеток и оказывают действие на многие нейроны)

Взаимодействие гормонов с рецепторами.

Органы ткани и клетки, избирательно реагирующие на гормон и отвечающие слецифическим биологическим эффектом, называются органами-, тканями-, клетками-мишенями соответственно.

Рецепция гормонов подразделяется на два типа:

Поверхностный (мембранный), при котором с мембранными рецепторам взаимодействуют белковые и пептидные гормоны, катехоламины а также практически все гистогормоны и нейромедиаторы. Они асимметрично встроены в плазматическую мембрану.

Внутриклеточный, при котором в разных вариантах с

цитоплазматическими и ядерными рецепторами связываются стероидные и тиреоидные гормоны. Имеют цитозольное происхождение, накапливаются в ядре.

Общие свойства и функции гормональных рецепторов.

1.Гормональные рецепторы специфичны. Для каждого гормона существуют свои собственные рецепторы в клетках разного типа.

2.Многие клетки несут набор разных рецепторов. Рецепторы иногда подразделяются на подтипы. Большинство гормонов взаимодействуют с несколькими подтипами рецепторов.

Пластичность рецепторов.

Количество и плотность рецепторов на всей поверхности или в определенных участках клетки постоянно изменяется, отражая ее жизнедеятельность.

Клетки-мишени тонко реагируют на интенсивность гормонального воздействия как путем изменения числа рецепторов, так и изменением их чувствительности к гормону.

Мембранная рецепция.

Большинство белково-пептидных гормонов взаимодействует с определенными рецепторами на наружной стороне клеточной мембраны, свыше 100 из которых сопряжены с G-белками плазматической мембраны. Полипептидная цепь рецептора, включающая от 400 до 600 аминокислотных остатков, 7 раз «прошивает» плазматическую мембрану. Участок взаимодействия с G-белками находится в третьей цитоплазматической петле. G-белки являются обязательными участниками преобразования гормонального сигнала. Десятки рецепторов сопряжены с разными G-белками, и один и тот же G-белок может сопрягаться со многими рецепторами. Эти белки могут участвовать в образовании вторичных посредников, могут сами непосредственно выполнять регуляторные функции в клетке. Они управляют несколькими мембранными ферментами и рядом ионных каналов, а также взаимодействуют с цитоскелетом.

Через 7-доменные рецепторы действуют: либерины и статины гипоталамуса, адреналин, дофамин, серотонин, гистамин.

Гормоны, связанные с 7-доменными рецепторами никогда не проникают в ядро, а влияют на метаболизм клетки посредством сложного биохимического механизма, который приводит к биологическому эффекту с участием вторичных посредников.

Цитоплазматическая рецепция стероидных гормонов.

Стероидные гомоны и производные тирозина взаимодействуют с цитоплазматическими рецепторами, после чего проникают в ядро клетки.

Переход стероидов в ядро вызывает структурную перестройку хроматина и активизацию генов в соответствующих местах. Стероиды сначала связываются специфическими белками мембран клетки, которые транспортируют их или к цитоплазматическому рецептору, или, минуя его, непосредственно к рецепторам ядра. В трансмембранном проведении и последующем внутриклеточном взаимодействии стероидных гормонов определенную роль играют G-белки. В организме нет ни одной клетки, не испытывающей влияния стероидных гормонов.

Рецепция тиреоидных гормонов.

Механизмы действия ТГ до конца не раскрыты. Трийодтиронин связывается с рецепторами в ядре клетки и воздействует на геном, вследствие чего в клетках организма усиливается синтез белка.

Внутриклеточное действие тиреоидных гормонов во многом определяется взаимодействием трийодтиронина с рецепторами митохондрий и повышением активности ферментов - регуляторов углеволного обмена.

Внутриклеточное взаимодействие гормонов.

Взаимодействие гормонов в клетках осуществляется в разных формах: эффекты одних гормонов могут блокировать, усиливать либо ослаблять действие других.

*Пермиссивные эффекты реализуются на уровне подпороговых концентраций одного гормона, разрешающего действие другого. Пермиссивный эффект осуществляется на уровне синтеза белка, а также рецепторов и вторичных посредников.

*Сенсибилизирующие (облегчающие) эффекты проявляются в рез­ ком повышении чувствительности клеток-мишеней к другим гормонам. Во всех случаях сенсибилизирующие эффекты обусловлены повышением концентрации рецепторов соответствующих гормонов и облегчением внутриклеточных процессов перекрестного проведения гормональных сигналов.

*Синергизм проявляется в однонаправленном действии гормонов: в результате действия одного гормона усиливается влияние другого. Например, соматотропин, инсулин и тироксин синергичны в стимуляции ростовых процессов; лютропин, эстрогены, глюкокортикоиды и инсулин - в отношении секреции молочной железы.

*Антагонизм - разнонаправленное действие гормонов по отношению к регулируемому процессу. Например, паратирин (парат­ гормон) и кальцитонин - антагонисты в регуляции кальциевого обмена; глюкагон и инсулин - углеводного и липидного.

Самое медленное воздействие на клеточный метаболизм оказывают стероидные и тиреоидные гормоны, так как они реализуют свое действие в клетке через экспрессию генов, с образованием множества мРНК, инициирующих, в свою очередь, синтез белков.

Вместе с тем, и пептидные гормоны также обладают способностью избирательно влиять на транскрипцию генов в ядре клетки. Эффекты пептидных гормонов могут быть реализованы с поверхности мембран клеток как за счет вторичных посредников, так и путем прямого поступления гормонов внутрь клетки и механизма интернализации гормон-рецепторного комплекса.