Физиологические эффекты гормонов, плохо проникающих в клетку
Страница 1

Биология » Физиологические эффекты гормонов, плохо проникающих в клетку

Гормоны, плохо проникающие в клетку (белково-пептидные, катехоламины), соединяются с рецепторами на клеточной мембране и вызывают внутриклеточные эффекты через вторые посредники.

Большинство гормонов после присоединения к рецепторам активируют регулируемый гуанилнуклеотидами G-белок мембраны. Активация состоит в обмене ГДФ на ГТФ в α-субъединице G-белка. При этом происходит его распад на α-субъединицу и βγ-димер, имеющие самостоятельные регуляторные эффекты. Более изучено действие α-субъединицы, являющейся ферментом ГТФазой. Гидролиз ГТФ до ГДФ освобождает энергию, используемую для передачи регуляторного сигнала. ГДФ-α-субъединица соединяется с βγ-димером, вновь образуя ГДФ—G-белок. Имеется несколько видов G-белков (GS, Gi ,Gq ,GO), которые влияют на ферменты (например, аденилатциклазу, фосфолипазу С), образующие различные вторые посредники (например, цАМФ, инозитолтрифосфат, диацилглицерол). При этом G-белки могут как активировать (GS), так и ингибировать (Gi) образование вторых посредников. Вторые посредники, в свою очередь, активируют соответствующие им протеинкиназы, фосфорилирующие различные клеточные белки по остаткам серина и треонина, что изменяет их функциональную активность (чаще увеличивает). Наряду с этим активированные G-белки оказывают выраженное влияние на проницаемость кальциевых и калиевых каналов мембраны.

В действии гормонов, плохо проникающих в клетки, можно выделить 4 системы: аденилатциклазную, фосфоинозитидную, гуанилатциклазную и тирозинкиназную.

Аденилатциклазная система. Эту систему используют гормоны, осуществляющие свой эффект через аденилатциклазу и синтез второго посредника—циклического АМФ (3,5-цАМФ). Действие гормона может, как активировать, так и тормозить его образование.

- Комплекс «гормон + рецептор» активирует GS –белок, который активирует аденилатциклазу и образование цАМФ (например, так действуют адреналин через β1/β2-рецепторы, АДГ через V2-рецепторы, глюкагон, АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, МСГ, кортиколиберин, соматолиберин, кальцитонин, хориогонадотропин человека, паратгормон).

- Комплекс «гормон + рецептор» активирует Gi-белок, который тормозит аденилатциклазу и образование цАМФ (например, так действуют адреналин через α2-рецепторы, ангиотензин II через АТ-рецепторы, аденозин через А1-рецепторы, соматостатин, опиоиды через μ-, δ- и κ-рецепторы, ацетилхолин через М2-холинорецепторы гладкомышечных клеток).

- цАМФ влияет на функции клетки через изменение активности протеинфосфокиназы-А, фосфорилирующей различные клеточные белки: мембранные (изменяется ее проницаемость), ферменты (изменяется метаболизм клетки), ядерные (изменение транскрипции), рибосом (изменение трансляции), микротрубочек (двигательные эффекты, изменение формы клетки) и др.

Фосфоинозитидная система. Эту систему используют гормоны, которые, действуя через Gq-белок, активируют в мембране фосфолипазу С.

Она образует из фосфолипида мембраны (фосфатидилинозитолдифосфата) два посредника—инозитол—1,4,5—трифосфат (ИФ3) и 1,2—диацилглицерол (ДАГ).

- ИФ3, переходя в цитоплазму, действует на рецепторы гладкой ЭПС, что приводит к открыванию Са2+-каналов и выходу Са2+ в цитозоль. Са2+ при этом выступает в качестве третьего посредника, который связывается с белком кальмодулином и активирует Са2+-кальмодулинзависимую протеинкиназу, фосфорилирующую эффекторные белки, влияющие на функции клеток, их пролиферацию и дифференцировку (регулирует активность аденилатциклазы и синтез цАМФ, фосфолипазы—А2 и синтез простагландинов, тромбоксана, простациклина, гуанилатциклазы и синтез цГМФ, фосфодиэстеразы и разрушение цАМФ и цГМФ; участвует в регуляции секреции инсулина, гормонов щитовидной железы, гипофиза и надпочечников, кишечной секреции и секреции нейромедиаторов). (Роль Са2+ как посредника действия гормонов обусловлена его сильным влиянием при низких концентрациях 10-8—10-6 М на метаболизм и функции клетки. Гормоны могут увеличивать концентрацию Са2+ в цитозоле как в результате открывания Са2+-каналов клеточной мембраны, так выхода Са2+ из гладкой ЭПС. В клетке есть специальные белки, связывающие Са2+ при низкой концентрации—кальмодулин, гуанилатциклаза, тропонин С и др. Присоединение Са2+ к этим белкам изменяет их конфигурацию и свойства. Это приводит к изменению многочисленных функций клеток—метаболической, секреторной, сократительной, биоэлектрической и др.)

- ДАГ, оставаясь на внутренней поверхности мембраны, активирует протеинкиназу С, фосфорилирующую эффекторные белки (например, активирует киназу легкой цепи миозина), а также синтез простагландинов из арахидоновой кислоты, что изменяет функции клетки.

- Через ИФ3 и ДАГ действуют адреналин (α-рецепторы), вазопрессин (V1), ацетилхолин (М1), ангиотензин II (AT1), гистамин (Н1), серотонин (5-НТ2), холецистокинин, окситоцин, ВИП и др.

Страницы: 1 2


Также смотрите:

Классификация аминокислот.
В настоящее время в природных белках найдено 20 различных аминокислот, которые разделяются по числу аминных и карбоксильных групп на: 1.)моноаминомонокарбоновые; 2.)диаминомонокарбоновые; 3.)моноаминодикарбоновые; 4.)диаминодикарбоновые; 5.)гомоциклические; 6.)гетероц ...

Выделение и анализ осмопротекторов
Низкомолекулярные органические соединения экстрагировали из клеток, выросших при разной солёности среды (0 – 8% NaCl). 100-200 мг клеток (вес сырой биомассы) ресуспендировали в 2 мл метанола, выдерживали 1 ч при встряхивании. Суспензию центрифугировали 5 мин при 10000 ...

Ламаркизм
Ж.Б. Ламарк, ботаник при Королевском ботаническом саде, первый предложил развернутую концепцию эволюции органического мира. Он остро осознавал необходимость формулирования новых теоретических целей, методологических установок биологического познания; потребность в обо ...