Схема аденилатциклазного механизма действия гормонов

Классификация по строению

Классификация по влиянию на обмен веществ

Классификация по месту синтеза

Гормональный сигнал должен пройти через мембрану

Для регуляции деятельности клетки с помощью гормонов, находящихся в плазме крови, необходимо обеспечить возможность клетки воспринимать и обрабатывать этот сигнал. Эта задача усложняется тем, что сигнальные молекулы (нейромедиаторы, гормоны,эйкозаноиды) имеют разную химическую природу, реакция клеток на сигналы должна быть различной по направленности и адекватной по величине.

В связи с этим, эволюционно сформировались два основных механизма действия сигнальных молекулпо локализации рецептора:

1. Мембранный – рецептор расположен на мембране. Для этих рецепторов в зависимости отспособа передачи гормонального сигнала в клетку выделяют три вида мембраносвязанных рецепторов и, соответственно, три механизма передачи сигнала. По данному механизму работают пептидные и белковые гормоны, катехоламины, эйкозаноиды.

2. Цитозольный – рецептор расположен в цитозоле.

Виды мембраносвязанных рецепторов

1. Рецепторы, обладающие ферментативной активностью – при взаимодействии лиганда с рецептором активируется внутриклеточная часть (домен) рецептора, имеющий тирозинкиназную или тирозинфосфатазную или гуанилатциклазную активность. По этому механизму действуют СТГ, инсулин, пролактин, интерлейкины, ростовые факторы, интерфероны α, β, γ.

Три механизма передачи сигнала в зависимости от вида мембранных рецепторов

2. Каналообразующие рецепторы – присоединение лиганда к рецептору вызывает открытие ионного канала на мембране. Таким образом действуют нейромедиаторы (ацетилхолин, глицин, ГАМК, серотонин, гистамин, глутамат);

3. Рецепторы, связанные с G-белками – передача сигнала от гормона происходит при посредстве G-белка. G-белок влияет на ферменты, образующие вторичныемессенджеры(посредники ). Последние передают сигнал на внутриклеточные белки. Большинство гормонов действуют по данному механизму.

К третьему виду относятся аденилатциклазныйи кальций-фосфолипидный механизмы.

Схема механизма, связанного с G-белками

ЦиклоАМФ является наиболее популярным мессенджером

Циклический АМФ (циклоАМФ, цАМФ) образуется в клетке, когда действуют гормоны гипофиза (ТТГ, ЛГ, МСГ, ФСГ. АКТГ), кальцитонин, соматостатин, глюкагон, паратгормон, адреналин (через α₂- и β-адренорецепторы), вазопрессин (через V₂-рецепторы).

Механизм наработки цАМФ связан с активацией фермента аденилатциклазыи называетсяаденилатциклазный механизм:.

Схема аденилатциклазного механизма действия гормонов

Этапы передачи сигнала

Этапы передачи сигнала выглядят следующим образом:

1. Взаимодействие лигандасрецептором приводит к изменению конформации последнего.

2. Это изменение передается на G-белок, который состоит из трех субъединиц (α, β и γ), α-субъединица связана с ГДФ.
В составе G-белков α-субъединицы бывают двух типов по отношению к аденилатциклазе: активирующиеα_Sи ингибирующиеα_I.

3. В результате взаимодействия с рецепторомβ- и γ-субъединицыотщепляются, одновременно на α-субъединице ГДФ заменяется на ГТФ.

4. Активированная таким образом α_S-субъединица стимулируетаденилатциклазу, которая начинает синтез цАМФ.
Если в действо была вовлечена α_I-субъединица – она ингибирует аденилатциклазу, все останавливается.

5. Циклический АМФ – вторичный мессенджер – в свою очередь, взаимодействует с протеинкиназой А и активирует ее. Протеинкиназа Афосфорилирует ряд ферментов, среди которых киназа фосфорилазыгликогена, гликогенсинтаза,ТАГ-липаза.

6. Наработка цАМФ продолжается некоторое время, пока α-субъединица, которая является ГТФ-азой, отщепляет фосфат от ГТФ.

7. Как только ГТФ превратился в ГДФ, то α-субъединица инактивируется, теряет свое влияние на аденилатциклазу, обратно соединяется с β- и γ-субъединицами.
Все возвращается в исходное положение.

8. Гормон отрывается от рецептора еще раньше:

· если концентрация гормона в крови велика, то следующая его молекула присоединится к рецептору через малый промежуток времени и повторный запуск АЦ-механизма произойдет быстро – в клетке активируются соответствующие процессы.

· если гормонав крови мало – для клетки наступает некоторая пауза, изменения метаболизма нет.