Механизм действрия гормонов

Каждый гормон оказывает влияние только на чувствительные к нему органы (клетки). Органы, на которые направлено действие гормонов и которые имеют к нему срод­ство, называют органами-мишенями. Эти органы-мишени имеют специфические рецепторы, представляющие собой информационные молекулы, трансформирую­щие гормональный сигнал в гормональное действие. Гормоны осуществляют свое биологическое действие, связываясь с этими рецепторами.

По месту расположения различают два основных типа рецепторов:

1. мембранные (интегральные компоненты плазменных мембран)

2. внутриклеточные (в цитоплаз­ме, ядре, митохондриях, т.е. внутри клеток)

Соответственно существует два основных механизма действия гормонов на уровне клетки:

1. с наружной поверхности клеточной мембраны;

2. после проникновения гормона внутрь клетки.

Оба эти пути начинаются после взаимодействия гормона со специфическим для него рецептором.

Механизм действия гормонов, взаимодействующих с рецепторами, локализованными на плазматической мембране

Осуществляется с участием вторых (вторичных) посредников (передатчиков, мессенджеров).

В зависимости от того, какое вещество выполняет его функцию, гормоны делятся на следующие группы:

1) гормоны, оказывающие биологический эффект с участием циклического аденозинмонофосфата (цАМФ);

Так действуют пептидные и сложные белковые гормоны, катехоламины, простагландины, cеротонин, нейротензин и вещество Р.

Адренокортикотропин, Тиреотропный гормон

2) гормоны, осуществляющие свое действие с участием циклического гуанидинмонофосфата (цГМФ);

Так действует ацетилхолин, атриопептид, расслабляющий эндотелиальный фактор.

3) гормоны, опосредующие свое действие с участием в качестве внутрикле­точного вторичного посредника ионизированного кальция или фосфатидилинозитидов (инозитолтрифосфат и диацилглицерин) или обоих соеди­нений;

Этим путем свои эффекты реализуют адреналин (при связи с α‑адренорецептором), ангиотензин‑II, соматостатин, окситоцин и др.

4) гормоны, оказывающие свое действие путем стимулирования каскада киназ и фосфатаз.

Механизмы, участвующие в образовании вторичных посредников (мессенджеров), осуществляются через активирование аденилатциклазы, гуанилатциклазы, фосфолипазы С, тирозинкиназ, Са²⁺‑каналов и др.

Разделение гормонов по принципу активирующих систем того или иного вторичного посредника условно, так как многие гормоны после взаимодействия с рецептором активируют одновременно несколько вторичных мессенджеров.

Аденилатциклазный механизм

Схема 1. Механизм действия белковых гормонов путем активации цАМФ. R — рецептор; Г — гормон; АЦ —  аденилатциклаза.

Аденилатциклаза состоит из трех компонентов: рецептора, регуляторного белка и каталитической субъединицы, которые в обычном состоянии разобщены между собой. Рецептор располагается на внешней, а регуляторная единица - на внутренней поверхности плазматической мембраны.

Регуляторная единица, или G-белок, открытый в последние годы американским ученым Альфредом Гилманом, в отсутствие гормона связан с гуанозиндифосфатом (ГДФ). Как только гормон свя­зывается с рецептором, комплекс G‑белок-ГДФ диссоциирует и G-белок связывает­ся с гуанозинтрифосфатом (ГТФ). Образовавшийся комплекс G-белок-ГТФ присоединяет каталитическую субъединицу, образуя активную аденилатциклазу.

Активная аденилатциклаза в присутствии ионов Mg²⁺ влияет на АТФ и образуется цАМФ. Одновременно с ак­тивацией аденилатциклазы и образованием цАМФ комплекс G-белок-ГТФ вызыва­ет диссоциацию гормон‑рецепторного комплекса путем снижения сродства рецеп­тора к гормону.

Образовавшийся цАМФ, активируя специфические внутриклеточные фер­менты — протеинкиназы, обеспечивает фосфорилирование белков, что способствует повышению проницаемости мембран, активации ферментов и реализации физиоло­гических эффектов. Фосфорилированные таким образом белки непосредственно осуществляют биологический эффект гормона.

Гуанилатциклазный механизм

Активация системы гуанилатциклаза-цГМФ происходит опосредованно через ионизированный кальций и оксидантные системы. Под влиянием гуанилатциклазы из ГТФ синтезируется цГМФ, активирующий цГМФ-зависимые протеинкиназы, уменьшающие скорость фосфорилирования белков. В большинст­ве тканей биохимические и физиологические эффекты цАМФ и цГМФ противопо­ложны. Например: цАМФ стимулирует сокращения сердца, цГМФ тормозит; цГМФ стимулирует сокращения гладких мышц кишечника, цАМФ - подавляет.