Hormone tree op as integrerende elemente wat verskeie regulatoriese meganismes en metaboliese prosesse in organe verbind. Hulle speel die rol van chemiese tussengangers wat die oordrag van seine wat in verskillende organe en in die sentrale senuweestelsel voorkom, verseker. Selle reageer verskillend op hormone.
Deur die adenilaatsiklasestelsel beïnvloed die elemente die tempo van biochemiese prosesse in die teikensel. Oorweeg hierdie stelsel in detail.
Fisiologiese effek
Die reaksie van selle op die werking van hormone hang af van die chemiese struktuur daarvan, sowel as die tipe sel wat dit affekteer.
Die konsentrasie van hormone in die bloed is redelik laag. Om die aktiveringsmeganisme van die ensiem te aktiveer met die deelname van die adenilaatsiklasestelsel, moet hulle herken en dan met reseptore geassosieer word - spesiale proteïene met hoë spesifisiteit.
Die fisiologiese effek word deur verskeie faktore bepaal, byvoorbeeld die konsentrasie van die hormoon. Dit word bepaal deur die spoedinaktivering tydens verval, wat hoofsaaklik in die lewer voorkom, en die tempo van die uitskeiding daarvan saam met metaboliete. Die fisiologiese effek hang af van die mate van affiniteit van die hormoon vir draerproteïene. Skildklier- en steroïedelemente beweeg saam met proteïene langs die bloedstroom. Die aantal en tipe reseptore op teikenselle is ook bepalende faktore.
Stimulerende seine
Die prosesse van sintese en afskeiding van hormone word gestimuleer deur interne en eksterne impulse wat na die sentrale senuweestelsel gerig word. Neurone dra hierdie seine na die hipotalamus. Hier, as gevolg van hulle, word die sintese van statiene en liberiene (peptiedvrystellende hormone) gestimuleer. Hulle, op hul beurt, inhibeer (onderdruk) of stimuleer die sintese en afskeiding van elemente in die anterior pituïtêre klier. Hierdie chemiese komponente word drievoudige hormone genoem. Hulle stimuleer die produksie en afskeiding van elemente in die perifere endokriene kliere.
Tekens van hormone
Soos ander seinmolekules, deel hierdie elemente 'n aantal algemene kenmerke. Hormone:
- Uit die selle wat hulle produseer in die ekstrasellulêre ruimte uitgeskei.
- Nie as 'n energiebron gebruik nie.
- Hulle is nie strukturele elemente van selle nie.
- Het die vermoë om 'n spesifieke verwantskap te vestig met selle wat spesifieke reseptore vir 'n spesifieke hormoon het.
- Verskil in hoë biologiese aktiwiteit. Selfs in klein konsentrasies kan hormone selle effektief beïnvloed.
Teikenselle
Hulle interaksie met hormone word verskaf deur spesiale reseptorproteïene. Hulle word op die buitenste membraan, in die sitoplasma, op die kernmembraan en ander organelle aangetref.
Daar is twee domeine (werwe) in enige reseptorproteïen. As gevolg van hulle word die funksies geïmplementeer:
- Hormoonherkenning.
- Transformasie en oordrag van die ontvangde impuls na die sel.
Kenmerke van reseptore
In een van die proteïendomeine is daar 'n webwerf wat aanvullend (wedersyds aanvullend) is tot een of ander element van die seinmolekule. Die binding van die reseptor daaraan is soortgelyk aan die proses van vorming van die ensiem-substraat kompleks en word bepaal deur die affiniteitskonstante.
Die meeste van die reseptore word tans nie goed verstaan nie. Dit is as gevolg van die kompleksiteit van hul isolasie en suiwering, sowel as die uiters lae inhoud van elke tipe reseptor in die selle. Dit is egter bekend dat die interaksie van hormone met reseptore van 'n fisies-chemiese aard is. hidrofobiese en elektrostatiese bindings word tussen hulle gevorm.
Die interaksie van 'n hormoon en 'n reseptor gaan gepaard met konformasieveranderinge in laasgenoemde. As gevolg hiervan word die kompleks van die seinmolekule met die reseptor geaktiveer. Omdat dit in 'n aktiewe toestand is, kan dit 'n spesifieke intrasellulêre reaksie op die inkomende sein uitlok. Wanneer die sintese of vermoë van reseptore om met seinmolekules te reageer benadeel word, verskyn siektes - endokriene versteurings.
Hulle is dalk verwant aan:
- Gebrek aan sintese.
- Veranderinge in die struktuur van reseptorproteïene (genetiese afwykings).
- Blokkeer reseptore met teenliggaampies.
Interaksietipes
Hulle verskil na gelang van die struktuur van die hormoonmolekule. As dit lipofiel is, kan dit die lipiedlaag in die buitenste membraan van die teikens binnedring. 'n Voorbeeld is steroïedhormone. As die grootte van die molekule betekenisvol is, kan dit nie die sel binnedring nie. Gevolglik is reseptore vir lipofiele hormone binne die teikens geleë, en vir hidrofiele hormone - buite, op die buitenste membraan.
Tweede tussengangers
Om 'n reaksie op 'n hormonale sein van hidrofiliese molekules te kry, word verskaf deur die intrasellulêre meganisme van impulsoordrag. Dit funksioneer deur die sogenaamde tweede tussengangers. Daarteenoor is hormoonmolekules redelik uiteenlopend in hul vorm.
Sikliese nukleotiede (cGMP en cAMP), kalmodulien (kalsiumbindende proteïen), kalsiumione, inositoltrifosfaat, ensieme betrokke by die sintese van sikliese nukleotiede en proteïenfosforilering dien as "tweede boodskappers".
Die werking van hormone deur die adenilaatsiklasestelsel
Daar is 2 hoof maniere om 'n impuls te stuur na teikenselle vanaf seinelemente:
- Adenilate ceclase (guanilate cyclase) stelsel.
- Fosfoinositiedmeganisme.
Die werkingskema van hormone deur die adenilaatsiklasestelsel behels: G-proteïen, proteïenkinases,reseptor proteïen, guanosientrifosfaat, adenilaat ceclase ensiem. Benewens hierdie stowwe is ATP ook nodig vir die normale funksionering van die sisteem.
Reseptor, G-proteïen, waarby GTP en adenilaatsiklase geleë is, word in die selmembraan ingebou. Hierdie elemente is in 'n gedissosieerde toestand. Na die vorming van die kompleks van die seinmolekule en die reseptorproteïen, verander die konformasie van die G-proteïen. Gevolglik verkry een van sy subeenhede die vermoë om met GTP te kommunikeer.
Die gevormde komplekse "G-proteïen + GTP" aktiveer adenilaatsiklase. Sy begin op haar beurt ATP-molekules omskep in cAMP. Dit is in staat om spesifieke ensieme - proteïenkinases - te aktiveer. As gevolg hiervan word die reaksies van fosforilering van verskeie proteïenmolekules met die deelname van ATP gekataliseer. Die samestelling van proteïene sluit terselfdertyd die oorblyfsels van fosforsuur in.
As gevolg van die werkingsmeganisme van hormone in die adenilaatsiklasestelsel, verander die aktiwiteit van die gefosforileerde proteïen. In verskillende tipes selle word proteïene van verskillende funksionele aktiwiteit aangetas: kern- of membraanmolekules, sowel as ensieme. As gevolg van fosforilering kan proteïene funksioneel aktief of onaktief word.
Adenilaatsiklasestelsel: biochemie
As gevolg van die interaksies wat hierbo beskryf word, verander die tempo van biochemiese prosesse in die teiken.
Dit is nodig om te sê oor die onbeduidende duur van aktivering van die adenilaatsiklasestelsel. Die beknoptheid is te danke aan die feit dat die G-proteïen, na binding aan die ensiemGTPase-aktiwiteit begin verskyn. Dit herstel konformasie na GTP-hidrolise en hou op om op adenilaatsiklase in te werk. Dit lei tot die beëindiging van die cAMP-vormingsreaksie.
Inhibition
Benewens die direkte deelnemers aan die skema van die adenilaatsiklasestelsel, is daar in sommige teikens reseptore wat met G-molekules geassosieer word, wat lei tot inhibisie van die ensiem. Adenielaseteklase word deur die "GTP + G-proteïen"-kompleks geïnhibeer.
Wanneer cAMP-produksie stop, stop fosforilering nie onmiddellik nie. Solank die molekules bestaan, sal die aktivering van proteïenkinases voortduur. Om die werking van cAMP te stop, gebruik selle 'n spesiale ensiem - fosfodiesterase. Dit kataliseer die hidrolise van 3', 5'-siklo-AMP na AMP.
Sommige verbindings wat 'n inhiberende effek op fosfodiesterase het (byvoorbeeld teofillien, kafeïen) help om die konsentrasie van siklo-AMP te handhaaf en te verhoog. Onder die invloed van hierdie stowwe, die duur van aktivering van die adenilaat siklase boodskapper stelsel. Met ander woorde, die werking van die hormoon word versterk.
Inositoltrifosfaat
Behalwe die adenilaatsiklase seintransduksiestelsel, is daar nog 'n seintransduksiemeganisme. Dit behels kalsiumione en inositoltrifosfaat. Laasgenoemde is 'n stof wat van inositolfosfatid ('n komplekse lipied) afkomstig is.
Inositoltrifosfaat word gevorm onder die invloed van fosfolipase "C", 'n spesiale ensiem wat geaktiveer word tydens konformasieveranderinge in die intrasellulêre domeinselmembraanreseptor.
As gevolg van die werking van hierdie ensiem, word die fosfoesterbinding van die fosfatidiel-inositol-4,5-bisfosfaatmolekule gehidroliseer. As gevolg hiervan word inositoltrifosfaat en diacylglycerol gevorm. Die vorming daarvan lei op sy beurt tot 'n toename in die inhoud van geïoniseerde kalsium in die sel. Dit dra by tot die aktivering van verskeie kalsium-afhanklike proteïenmolekules, insluitend proteïenkinases.
In hierdie geval, soos met die bekendstelling van die adenilaatsiklasestelsel, tree proteïenfosforilering op as een van die stadiums van impulsoordrag binne die sel. Dit lei tot 'n fisiologiese reaksie van die sel op die effek van die hormoon.
Verbindelement
'n Spesiale proteïen, kalmodulien, is betrokke by die funksionering van die fosfoinositiedmeganisme. 'n Derde van die samestelling daarvan word gevorm deur negatief gelaaide aminosure (Asp, Glu). In hierdie verband is dit in staat om Ca+2 aktief te bind.
Daar is 4 bindingsplekke in een kalmodulienmolekule. As gevolg van interaksie met Ca + 2 begin konformasieveranderinge in die kalmodulienmolekule. As gevolg hiervan verkry die Ca + 2-kalmodulienkompleks die vermoë om die aktiwiteit van baie ensieme te reguleer: fosfodiesterase, adenilaatsiklase, Ca + 2, Mg + 2 - ATPase, asook verskeie proteïenkinases.
Nuances
In verskillende selle, onder die invloed van die Ca + 2-kalmodulien-kompleks op die iso-ensieme van een ensiem (byvoorbeeld op adenilaatsiklase van verskillende tipes), sal in een geval aktivering waargeneem word, en in die ander - inhibisie van cAMP vorming. Dit is te wyte aan die feit dat allosteriese sentreer in isoënsiemekan verskillende aminosuurradikale insluit. Gevolglik sal hul reaksie op die impak van die kompleks anders wees.
Ekstra
Soos jy kan sien, is "tweede boodskappers" betrokke by die adenilaatsiklasestelsel en by die prosesse wat hierbo beskryf word. Wanneer die fosfoinositiedmeganisme funksioneer, is hulle:
- Sikliese nukleotiede. Soos in die adenilaatsiklasestelsel, is hulle c-GMP en c-AMP.
- Kalsiumione.
- Sa-calmodulin kompleks.
- Diacylglycerol.
- Inositoltrifosfaat. Hierdie element is ook betrokke by seintransduksie in die adenilaatsiklasestelsel.
Die meganismes van sein vanaf hormoonmolekules binne teikens wat bogenoemde bemiddelaars betrek, het verskeie algemene kenmerke:
- Een van die stadiums van inligtingoordrag is die proses van proteïenfosforilering.
- Aktivering stop onder die invloed van spesiale meganismes. Hulle word deur die prosesdeelnemers self geloods (onder die invloed van negatiewe terugvoermeganismes).
Gevolgtrekking
Hormone tree op as die hoof humorale reguleerders van fisiologiese funksies in die liggaam. Hulle word in die endokriene kliere geproduseer of deur spesifieke endokriene selle geproduseer. Hormone word in die limf, bloed vrygestel en het 'n veraf (endokriene) effek op teikenselle.
Tans is die eienskappe van hierdie molekulesgoed genoeg bestudeer. Die prosesse van hul biosintese is bekend, sowel as die belangrikste meganismes van invloed op die liggaam. Daar is egter nog baie onopgeloste raaisels wat verband hou met die eienaardighede van die interaksie van hormone en ander verbindings.
