2015-09-06
657
Осуществляется путём изменения активности различных зон коры головного мозга. Эти зоны связаны ассоциативными связями с гипоталамусом и меняют активность клеток гипоталамуса.
Биологические эффекты любого гормона, который производится в организме человека, всегда опосредованы рецепторами, т.е. чтобы проявился биологический эффект нужно чтобы гормон соединился со своим специфическим рецептором. После образования гормон-рецепторного комплекса начинается реализация биологических эффектов данного гормона. Рецепторы разнообразны и делятся на 2 группы в зависимости от локализации в клетке:
1. На поверхности клетки. На поверхность выходит часть рецептора, которая предназначена для контакта с гормоном. Рецептор пронизывает всю толщу мембраны и его часть обращена в цитоплазму.
2. Внутриклеточные, располагающиеся в цитоплазме – предназначены для гормонов, которые проходят через мембрану клетки.
Взаимодействие рецептор-гормон осуществляется при помощи нековалентных сил взаимодействия (ион-ионные и т.д.). Часто взаимодействие обратимо. Гормон-рецепторный комплекс существует какой-то интервал времени. Пока пролонгировано существует этот комплекс идёт реализация биологического эффекта. Клетки организма как саморегулирующая система обладают способностью менять свою чувствительность на действие гормональных сигналов. Таких способов существует много. Вот некоторые из них:
1. Количественный механизм. Распространён широко. Клетки изменяют свою чувствительность по отношению к конкретному гормону, изменяя количество рецепторов, чувствительных к данному гормону. Такая регуляция бывает либо позитивной, либо негативной. Если ↑ количество рецептора, то ↑ чувствительность клетки. Если ↓ количество рецепторов, то ↓ чувствительность. Это медленный механизм регуляции.
2. Качественный механизм. Клетки не изменяют количество рецепторов, но изменяют их чувствительность. Они «включают» и «выключают» рецепторы. Такое явление видим, когда в зону, окружающую клетку, поступают гормоны-антагонисты по биологическому эффекту. Тот гормон, который первый соединяется с клеткой, изменяет чувствительность клетки таким образом, что клетка становится невосприимчивой к гормону-антагонисту клетки (т.е. «выключается» рецептор). Например, если на клетку подействовал адреналин, то действие инсулина невозможно (т.е. однонаправленный механизм).
3. Эффект «плато». Клетки ограничивают действие гормональных сигналов при помощи эффекта насыщения или эффекта доз (эффект «плато»). Клетка может продуцировать максимально строго определённое количест
во рецепторов, чувствительных к данному гормону.
Действие абсолютно любого гормона основано на связывании гормона с рецептором. Если в межклеточной жидкости непрерывно растёт количество гормона, то клетка вначале отвечает по нарастающей, а затем по максимуму, по одному и тому же уровню. Это потому, что количество рецепторов к одному и тому же виду клеток ограничено (лимитировано). Это нужно, чтобы клетка не погибла.
Общая реакция тканей-мишеней на действие гормона определяется прежде всего локальной концентрацией гормона вблизи тканей-мишеней, которая зависит от:
1. скорости синтеза и секреции гормона;
2. анатомической близости тканей-мишеней к источнику гормона;
3. константы ассоциации-диссоциации гормона со специфическим белком-переносчиком, если такой существует для данного конкретного гормона. Переносчики нужны для стероидов, не растворимых в воде;
4. скорости превращения неактивной или малоактивной формы гормона в активную;
5. скорости удаления гормона из крови либо в результате работы системы выведения (почки, печень) либо в результате распада или уничтожения гормона (гормон-рецепторный комплекс→в цитоплазму→выброс лизосомальных ферментов→распад гормонов).
4. Рецепторы, которые предназначены для действия гормонов-антагонистов, не изменяют свою чувствительность, но в цитоплазму клетки попадают соединения (ферменты), которые блокируют реализацию эффектов гормонов-антагонистов.
Гормоны осуществляют регуляцию внутриклеточных процессов следующими путями:
1. Путём активации синтеза вторичных мессенджеров (посредников).
2. Путём рецептор-зависимой активации ионных каналов плазматических мембран.
3. Путём изменения активности рецептора-фермента, т.к. некоторые рецепторы проявляют ферментные свойства. Такие рецепторы расположены на поверхности клеток, а активные центры обращены в сторону цитоплазмы, они предназначены для контакта с фактором роста клеток или, например, рецепторы, чувствительные к натрий-уретическому гормону предсердия. Ферментативную активность рецепторы проявляют, как правило, в момент образования гормон-рецепторного комплекса.
4. Гормоны влияют на внутриклеточные процессы путём переноса связанного с рецептором гормона в цитоплазму клетки, где он находится в неизменённом виде определённый интервал времени. Либо за счёт образования внутриклеточного гормон-рецепторного комплекса (типично для стероидов).
Если рассматривать механизмы работы гормонов, то в организме человека можно выделить 3 механизма воздействия гормона на клетку:
I мембранный (реализуется практически мгновенно, самый быстрый механизм).
II мембранно-внутриклеточный – быстрый, но реализуется через 5-10 минут.
III внутриклеточный (прямой, цитозольный) – типичен для гормонов стероидной природы, а также для гормонов, которые взаимодействуют с рецепторами на поверхности клетки, а далее гормон-рецепторный комплекс при погружении в цитоплазму там относительно длительно не разрушается. Это длительный механизм (несколько часов, суток).
Таблица 4. Основные этапы передачи гормональных сигналов.
| Через мембранные рецепторы (пептидные гормоны, адреналин) | Через внутриклеточные рецепторы (Стероидные гормоны, тироксин) | |||
  Гормон
↓
Рецептор (в мембране)
G-белок аутофосфори-
 лирование
рецептора
↓
Фермент каскад
(аденилатциклаза, фосфорилирования
Гуанилатциклаза, белков
 Фосфолипаза С)
↓
2-й посредник активация
(ц-АМФ, ц-ГМФ, ферментов и
Са2+ИФ3, ДАГ, факторов
NO) транскрипции
↓ ↓
Протеинкиназы
↓ изменение
Фосфорилирование количества
белков белков
↓ (ферментов)
 Изменение
Функциональной
активности
изменение скорости метаболизма |  Гормон
↓
Рецептор
(внутри клетки)
↓
Комплекс гормон-рецептор
↓
Транспорт комплекса
гормон-рецептор в ядро
↓
Взаимодействие с ДНК
(энхансер, сайленсер)
↓
Индукция или репрессия синтеза белков
↓
Изменение количества
белков (ферментов)
|
Практически реализация биологических эффектов идёт по одному механизму, ещё реже по двум, ещё реже по трём механизмам (инсулин).
Мембранный механизм типичен, главным образом, для гормонов белково-пептидной природы. Мембранный механизм в чистом виде существует редко, как правило, сочетается с мембранно-внутриклеточным. Рецепторы располагаются на поверхности клетки. В момент образования гормон-рецепторного комплекса рецептор начинает менять свою конформацию, изгибается в толще мембраны, изменяет форму мембраны. Он начинает выталкивать из мембраны в цитоплазму мембранные белки, которые до этого в цитоплазме не были. Эти белки очень часто ведут себя как ферменты, разрушающие вторичные мессенджеры, предназначенные для реализации биологических эффектов гормонов-антагонистов. В этот момент времени невозможно действие гормонов-антагонистов. В этот участок мембраны встраиваются цитоплазматические белки, выполняющие роль транспортных белков, при помощи которых внутрь клетки поступают различные соединения – глюкоза. GLUT-2 – это белок-транспортёр для глюкозы.
В момент образования гормон-рецепторного комплекса в зоне мембраны клетки активируются непосредственно прилегающие к рецептору различные транспортные системы и по такому механизму могут поступать свободные аминокислоты, глюкоза, Са2+, другие катионы.
Например, инсулин вызывает мгновенное гипогликемическое действие.
Или фермент фосфодиэстераза гидролизует ц-АМФ.
