МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ

Гормоны способны оказывать ряд физиологических дей­ствий.

Метаболическое, связанное с конфигурацией обмена ве­ществ. Большая часть гормонов участвуют в регуляции обмена веществ методом конфигурации активности ферментативных систем в тканях. Для неких гормонов воздействие на обменные про­цессы является основной функцией. К примеру, инсулин, глкжа-гон и адреналин конкретно регулируют МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ углеводный обмен; глюкокортикоиды стимулируют образование углеводов из про­дуктов распада белков, минералкортикоиды оказывают влияние на содержа­ние натрия и калия в организме, а гормон околощитовидной железы регулирует обмен кальция и фосфора. Соматотропный гормон гипофиза провоцирует синтез белка и расходование угле­водов и жиров. Воздействие на уровень энергетических процессов гормонов щитовидной железы реализуется МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ за счет усиления рас­щепления белков, углеводов и жиров. Воздействие половых гормо­нов проявляется в усилении синтеза белков (в особенности мышеч­ных) и насыщенном расходовании жира и изменении минераль­ного обмена.

Морфогенетическое, связанное с конфигурацией диффе­ренциации клеток и тканей, ростом и метаморфозом. Отлично понятно действие гормонов МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ щитовидной железы на метаморфоз головастиков; нарушение ее функций приводит к осязаемым нару­шениям роста и развития молодняка большинства животных. Гона-дотропные гормоны гипофиза стимулируют рост, развитие и диф-ференцировку клеток половых желез. Начало продукции гормонов половыми железами обусловливает развитие половых органов и по­явление вторичных половых признаков.

Кинетическое, либо МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ пусковое, воздействие, вызывающее
деятельность эффекторных структур. Эндокринокинетическое
действие типично для тропных гормонов гипофиза, которые
нужны для «включения» выработки гормонов щитовидной
железы, половых желез и гормонов коры надпочечника. Не считая
того, «пусковое» воздействие неких нейрогипофизарных
гормонов заключается в инициации сокращений гладкой муску­
латуры матки, миоэпителия молочных желез, гладкой мускула­
туры сосудов. 4

Коррегирующее, связанное с конфигурацией уровня ин­тенсивности МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ функций организма либо его органов, работающих и


без роли гормонального воздействия. При всем этом происходит усиле­ние либо ослабление физиологических процессов. Так, адреналин учащает ритм и наращивает силу сердечных сокращений, но подавляет сократительную активность мускулатуры желудочно-кишечного тракта.

Главный шаг в реализации физиологического деяния гор­мона на клетку МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ-мишень — это его связывание со специфичным белком-рецептором, который служит распознающим посредни­ком гормонального эффекта. Наличие сенсора — нужное условие развития эндокринной функции, и, если в клеточке нет ре­цепторов, гормон не способен повлиять на нее.

В общем виде сенсор для хоть какого из гормонов состоит из 3-х пространственно обособленных МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ структур:

осуществляющей избирательный прием гормонального сигнала за счет специфичного и обратимого связывания гормона;

осуществляющей преобразование наружного гормонального си­гнала во внутриклеточный сигнал;

ответственной за инициацию регуляторных эффектов гормона за счет взаимодействия гормонорецепторного комплекса с различ­ными акцепторными участками клеточки (рис. 12.1).

Таким макаром, сенсор — это такая хим структура со­ответствующей МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ ткани-мишени, которая имеет высокоспецифич­ные участки для связывания гормональных соединений, при этом в итоге этого связывания инициируются следующие био­химические реакции, нужные для воплощения конечного эффекта данного гормона.

'ZZZ/g>

Исходя из локализации рецепторов, нрава акцепторных участков и особенностей гормонзависимых эффектов, рецепцию делят на внутриклеточную и мембранную. Внутриклеточная МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ рецепция свойственна для стероидных и тиреоидных гормонов. Гор­мон свободно просачивается через плазматическую мембрану вовнутрь клеточки и ведет взаимодействие с цитозольными, ядерными и другими сенсорами. Мембраносвязанные сенсоры связывают гормоны на поверхности клеток, и гормональные эффекты развиваются благодаря образованию внутриклеточ­ных посредников (медиаторов) в ре­зультате взаимодействия гормоноре-цепторных МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ комплексов с мембран-

Рис. 12.1. Модель функционально-структурной организации рецепторной молекулы:

а — гормоносвязывающий участок; е — эффекторный участок; извилистая линия — участок сопряже­ния а и е; А — акцептор; Г— гормон





ными акцепторными структурами. Обычно, мембранным акцептором служит или аденилатциклаза, изменяющая уровень внутриклеточного повторяющегося аденозинмонофосфата (цАМФ), или неэлектрогенные кальциевые каналы, изменяющие внутри­клеточную МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ концентрацию ионизированного кальция, или специ­фические протеазы, способные поменять внутриклеточное содер­жание специфичных гликопептидов.

Существует и возможность внутриклеточного деяния свя­занного с мембраной гормона. Мембранные сенсоры обычно асимметрично интегрированы в плазматическую мембрану, при этом связывающий гормонузнающий кусок их молекул агрессивно нацелен к внешней поверхности и обращен к внеклеточ­ному МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ месту. Взаимодействующая с акцептором часть ре-цепторной молекулы (либо рецепторного комплекса) ориентиро­вана в обратном направлении и обращена к цитоплазме клеточки. Эта жесткая ориентация рецепторов обеспечивает век-торность трансмембранной передачи гормональной информа­ции вовнутрь клеток. Локализуясь трансмембранно, гидрофобная часть мембранных (поверхностных) рецепторов оказывается погруженной в бислойную липидную мембрану, в МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ то время как связывающие и исполнительные участки находятся в аква фазе. Невзирая на относительную твердость фиксации таких рецепторов в мембране, они способны передвигаться, осущест­вляя продольные и поперечные движения, облегчая тем «поиск» сенсором гормона. Вероятная подвижность рецеп-торных молекул позволяет выполнить клеточке такие процессы, как агрегирование и интернализация рецепторов, связавших гормональные МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ молекулы. В базе этого процесса лежит спе­циальный процесс — адсорбтивный эндоцитоз. Диффузно распре­деленные по клеточной поверхности сенсоры после связыва­ния гормона получают способность к движениям в латераль­ной плоскости. Сближаясь, они соединяются воединыжды (кластеризуют­ся) в особенных участках плазматической мембраны — окаймленных ямках — местах начала интернализации. По данным электрон­ной МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ микроскопии, окаймленные ямки представляют собой уг­лубления в клеточной мембране со стороны цитоплазмы, вы­стланные слоем щетинкоподобного белка — клатрина, выполня­ющего функцию типичного каркаса (клатриновая плетенка). Загруженные кластерами гормонорецепторных комплексов окайм­ленные ямки равномерно углубляются, замыкаются и отрывают­ся от мембраны, превращаясь в свободно плавающие по цито МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ-плазматическому месту везикулы. В процессе перемещения по цитоплазме происходит утрата клатринового покрытия, гладкие везикулы соединяются воединыжды, формируя рецептосомы, которые способ­ны соединяться с лизосомами либо структурами аппарата Гольджи. Образование всеохватывающей эндолизосомальной везикулы приво­дит к ферментативному разделению комплекса гормон-рецептор,


Рис. 12.2. Схема рецепторопосредован-^—ё > ё

ного эндоцитоза:(

/—окаймленная ямка; //— эндосома; 111— |

мультивезикулярные МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ эндосомы; АГ— аппарат I
Гольджи

/^

при этом «проникший» в составе эндосомы гормон способен свя­зываться с внутриклеточными структурами, а сенсор имеет возможность вновь встроиться в плазматическую мембрану (ре-циклировать) (рис. 12.2).

Рецепция стероидных гормонов.Стероидные гормоны как липо-фильные вещества способны сравнимо свободно просачиваться через плазматические мембраны вовнутрь клеточки и МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ стремительно связы­ваться с подходящим цитозольным сенсором. Образован­ный в цитоплазме гормонорецепторный комплекс способен акти­вироваться за счет освобождения от внутриклеточных ингибито­ров. Процесс активации сопровождается дополнительной кон-формационной перестройкой молекулы сенсора с локальным выходом на его поверхность положительных зарядов — остатков лизина и аргинина, что позволяет ему электростатически связы­ваться с полианионами МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ, к которым, а именно, относится ДНК. Электростатическое и структурное взаимодействие гормон-рецеп-торного комплекса с хроматином, происходящее в итоге транслокации его в ядро, приводит к индукции множественных эффектов гормона, регулируя процессы транскрипции. При всем этом может быть сосуществование 2-ух устройств:

селективного — просто насыщаемое избирательное связывание комплексов с ограниченным МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ числом специфичных акцептор­ных участков ДНК, ответственных за транскрипцию определен­ных генов;

определяющего интенсивность процесса — ненасыщаемое связывание комплексов с огромным числом различных участков ДНК и других компонент хроматина, приводящих к их де-конденсации и общему увеличению матричной активности. Гормонорецепторный комплекс, взаимодействуя с хроматином, специфично изменяет уровень синтеза определенных мРНК МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ, рРНК и выход их за границы ядра, также синтез структурных и многофункциональных белков (рис. 12.3). На заключительном эта­пе нужно присутствие причин терминации, инактивиру-ющих сенсоры, и ферментов стероидного метаболизма, раз­рушающих гормон, что позволяет окончить рабочий цикл ре­цепторов.





Ядро

Цитозоль

Г Г

-РНКп

Гормональные эффекты

Рис. 12.3. Модель главных стадий рецепции стероидных гормонов МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ:

Г— гормон, Р— сенсор; ГР— начальный гормонорецепторный комплекс; ГРа — активированный гормонорецепторный комп­лекс; А, В, С— конформационные состояния гормонорецепторно-го комплекса; ДНП— хроматин; РНКп — индуцируемые РНК

Рецепция тиреоидных гормонов.Освобожденные от транспорт­ных плазматических белков гормоны щитовидной железы — три-йодтиронин и тироксин — относительно свободно попадают вовнутрь клеток. В МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ цитоплазме тироксин, превращаясь в трийодти-ронин, связывается со специфичными ядерными сенсорами, которые размещаются на молекуле ДНК. Связывание гормон-рецепторного комплекса зависит как от ионного окружения, так и от особенностей первичной и вторичной структуры акцептор­ной ДНК. Функциональное сопряжение гормонорецепторного комплекса с ДНК находится в зависимости от гистонов, способных повысить МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ сродство рецепторов к гормону и сродство комплекса к специ­фическим локусам ДНК, что и обеспечивает избирательную ре­гуляцию синтеза соответственных многофункциональных мРНК и рРНК. В процессе трансляции индуцированные РНК меняют уровень синтеза кодируемых ими белков.

Рецепция белково-пептидных гормонов.В отличие от стероид­ных и тиреоидных гормонов белково-пептидные гормоны МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ и кате-холамины действуют на гормонозависимые клеточки через поверх­ностные сенсоры, локализованные в плазматических мембра­нах. Найдено три самостоятельных пути прохождения ин­формационного гормонального сигнала с поверхности клеточки: аденилатциклазный; кальциевый; протеазный. Эти пути могут реализоваться без помощи других, но в реальных физиологичес­ких критериях они тесновато связаны.

Аденилатциклазный МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ механизм реализуется по­средством взаимодействия гормонорецепторного комплекса с локализованным в мембране ферментом аденилатциклазой, об­разующим внутриклеточный посредник цАМФ. Деятельность


аденилатциклазы осуществляется при участии причин транс­мембранного сопряжения: гуанозинтрифосфат (ГТФ) — связыва­ющий N-белок, локализованный в липидном слое мембраны; ГТФ,катионы магния и марганца и анионы железа, составляющие цитоскелета (микротрубочки и микрофиламенты МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ); кислые липи-ды мембран и некие ферменты составляют аденилатциклаз-ную систему. ГТФ, играющий главную роль в трансмембранном сопряжении, связывает N-белок, и этот комплекс активирует аде-нилатциклазу, которая способна при образовании 1-го гормон-рецепторного комплекса образовать до 500 молекул цАМФ. В комп­лексе с сенсором и аденилатциклазой N-белок способен МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ присо­единять к для себя ГТФазу, которая, расщепляя ГТФ, инактивируя N-белок и аденилатциклазу, прекращает процесс активации цик-лазного фермента. Внутриклеточная концентрация посредника 3', 5'-мононуклеотида (цАМФ) регулируется цитоплазматическим фер­ментом фосфодиэстеразой, расщепляющей его до неактивного 5'-мононуклеотида (рис. 12.4).

Био эффект

Гормон

Фосфорилированные белки

Фосфопротеин-фосфатаза

Био эффект

Рис. 12.4. Схема механизма деяния МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ гормонов у животных с ролью цАМФ

Белки хроматина



Образовавшийся в клеточке цАМФ специфично взаимодейст­вует с регуляторными субъединицами цАМФ-зависимых протеин-киназ, происходит диссоциация молекул фермента на мономеры. В итоге каталитическая субъединица активируется и обес­печивает в цитоплазме фосфорилирование целого ряда синтезиро­ванных многофункциональных и структурных белков, изменяя их функ­циональное состояние МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ: активизируются киназа фосфорилазы, липа­за, фосфолипаза, фосфопротеины рибосом, гистоны и т. д. Не считая того, комплекс цАМФ с одной из регуляторных субъединиц транслоцируется в клеточное ядро и оказывает избирательное воз­действие на активность генома в процессе транскрипции.

Стоит отметить, что стимулирующие эффекты гормонов могут вторично усиливаться МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГОРМОНА С КЛЕТКАМИ и распространяться за счет образова­ния простагландинов — производных арахидоновой кислоты, ко­торая под воздействием циклооксигеназы преобразуется в цикличес­кие эндоперекиси PgG2 и PgH2, из которых потом образуются про-стагландины. Простагландины, выходя из материнской клеточки, могут действовать на те же либо примыкающие клеточки и также стимули­ровать аденилатциклазную систему.


melkozernistij-beton-na-osnove-mehanomagnitoaktivirovannih-vodnih-sistem-s-organicheskimi-dobavkami-05-23-05-stroitelnie-materiali-i-izdeliya.html
melnica-nevesta-poloza.html
melnikov-nikolaj-afanasevich-1959-gr-ezhekvartalnij-otchet-otkritoe-akcionernoe-obshestvo-vimpel-kommunikacii.html