5. Les mécanismes de la transduction du signal hormonal
Les hormones – les substances de la nature organique secrétées par des cellules spécialisées endocrines, entrant dans le sang et exerçant l'influence réglante au métabolisme et les fonctions physiologiques.
Les particularités spécifiques de l'action biologique des hormones:
a) les hormones manifestent l'action biologique en petites concentrations (de 10−6 jusqu'à 10−12 m);
b) l'effet hormonal se réalise par les récepteurs protéiques et les médiateurs intercellulaires secondaires (les messagers);
c) les hormones réalisent leur action par voie de l`augmentation de vitesse de la synthèse des enzymes de novo ou du changement de la vitesse de la catalyse enzymatique;
d) l'action des hormones dans l`organisme intèrne est définie par l'influence contrôlant du SNC.
La classification moderne des hormones est basée sur leur nature chimique.
1. Les hormones peptidiques et protéiques insèrent de 3 jusqu'à 250 et plus restes des acides aminés. Ce sont les hormones de l'hypothalamus et l'hypophyse (les hormones de la croissance, la corticotrophine – ACTH), les hormones du pancréas (l'insuline, le glucagon).
2. Les hormones – les dérivées des acides aminés. Ce sont l'adrénaline et la noradrénaline et les hormones de la glande thyroïde.
Les hormones de la 1-ère et 2-ème groupes sont bien solubles dans l'eau.
3. Les hormones de la nature stéroïde. Se forment du cholestérol. Ce sont des corticostéroïdes (les hormones corticosurrénales), les hormones sexuelles (les oestrogènes et les androgènes), la forme hormonale de la vitamine D. Les hormones stéroïdes – les substances lipophiles, pénétrant facilement à travers les membranes cellulaires.
4. Les eicosanoïdes – les substances similaires aux hormones qui produisent l`effet local. Ce sont les dérivés de l`acide arachidonique.
La transduction transmembranaire du signal hormonal
Les membranes cellulaires grâce à la présence de récepteurs spéciaux reçoivent des signaux de l'environnement (par exemple, les molécules d'hormones, appelées messagers primaires ou intermédiaires). Le premier chaînon de l`action de l`hormone à la cellule-cible – son adjonction au récepteur, puis le signal est transmis dans la cellule. Par leur nature chimique, les récepteurs de presque toutes les substances biologiquement actives sont des glycoprotéines. La propriété commune de tous les récepteurs est leur grande spécificité par rapport à une hormone définie.
Le système messager adenylcyclase est l`un des plus étudié (fig. 17). Y participent: 1) le récepteur de l'hormone; 2) l`enzyme adenylcyclase; 3) la G-protéine; 4) la protéine kinase cAMP-dépendante; 5) la phosphodiéstérase.
Fig. 17. Le système messager adenylcyclase
Les molécules des hormones protéiques (l'insuline), les molécules hydrophiles (l`adrénaline) ne pénètrent pas à travers la membrane. Leurs récepteurs sont disposés sur la membrane. Le liage de l'hormone (du messager primaire) avec le récepteur amène aux changements structuraux du domaine intercellulaire du récepteur, ce qui assure la coopération du récepteur avec la GTP protéine – liante (G - protéine). La G-protéine – le mélange de 2 protéines: active Gs (de l`anglais stimulatory) et inhibitive Gi. Au nombre de chacune se trouve trois sous-unités (α, β et γ). La fonction de la G- protéine – la conduction du signal hormonal au niveau de la membrane plasmique. Le complexe hormono-récepteur traduit la Gs protéine à l'état activé, la G- protéine active active l`adenylcyclase. En l`absence de la protéine G l`adénylcyclase est presque inactive.
L`adenylcyclase – la protéine intégrale des membranes plasmiques, son site actif est orientée vers le côté du cytoplasme. L`adenylcyclase catalyse la synthèse de cAMP de l`ATP (le messager secondaire).
Sous l'action cАМP la protéine kinase inactive est activée. Cet enzyme catalyse la phosphorylation des enzymes intercellulaires ou des protéine-cibles, en changeant leur activité. Le processus de la phosphorylation-déphosphorylation de protéines, avec la participation de protéines kinases est un mécanisme fondamental de l`action commune des messagers «secondaires» dans la cellule.
La phosphodiestérase provoque la désagrégation de cАМP et arrête l'action du signal.
Les hormones stéroïdes et thyroïdiennes possèdent les propriétés lipophiles et peuvent facilement passer à travers les membranes cellulaires. Récepteurs de ces substances sont dans le cytosol ou dans le noyau de la cellule (les récepteurs intracellulaires).
Le complexe de l'hormone avec le récepteur se forme dans le cytosol et entre au noyau. Le complexe l'hormone – le récepteur passe dans le noyau et coopère avec la succession régulatoire nucléotidique à l'ADN. Elles changent les vitesses de la transcription des gènes structuraux et la vitesse de la translation. Par conséquent, change la quantité des protéines, qui peuvent exercer une influencece au métabolisme et l'état fonctionnel de la cellule (Fig. 18).