- •Способы взаимодействия сигналов и клеток мишеней многообразны
- •В основе взаимодействия сигнала и рецептора лежит слабое взаимодействие
- •Механизм передачи сигнала в клетку определяется особенностями свойств рецептора.
- •Все рецепторы можно разделить на две группы
- •Эндокринная сигнальная система одна из ведущих регулирующих систем в организме.
- •Уровень гормона в крови не всегда определяет конечный эффект гормона
- •Передача сигнала рецепторами, связанными с g-белками проходит с участием вторичных посредников
Эндокринная сигнальная система одна из ведущих регулирующих систем в организме.
Эндокринная система представлена железами внутренней секреции, ответственными за образование и высвобождение в кровь различных сигнальных молекул. Железы внутренней секреции или эндокринные железы, подразделяются на классические (гипофиз, щитовидная и околощитовидные железы, островковый аппарат поджелудочной железы, корковое и мозговое вещество надпочечников, яички, яичники, эпифиз) и неклассические (вилочковая железа, сердце, печень, почки, ЦНС, плацента, кожа, желудочно-кишечный тракт и т.д.). Сигнальные молекулы классических желез внутренней секреции носят название гормоны, хотя сам термин «гормон» (от греческого horma - возбуждаю ) был введен в 1905 году У. Бэйлиссом и Э. Старлингом для названия молекулы, синтезируемой двеннадцатиперстной кишкой и стимулировавшей секрецию желчи и сока поджелудочной железы.
Гормоны классифицируют по их химической природе, что позволило выделить 4 основных класса гормонов (Табл. 12-3.)
Таблица 12-3. Главные классы гормонов
1. Гормоны белковой природы
Гормоны - сложные белки (тиреотропин, гонадотропины)
Гормоны - простые белки (соматотропин, инсулин)
Гормоны - пептиды ( глюкагон, кортикотропин,)
2. Производные аминокислот
адреналин, серотонин, тироксин
3. Стероиды (производные холестерола и других полиизопренов)
альдостерон, кортизол, ретиноевая кислота
4. Эйкозаноиды ( производные 20-углеродных, полиненасыщенных жирных кислот)
простагландин Е1, тромбоксан А2.
Уровень гормона в крови не всегда определяет конечный эффект гормона
Гормоны характеризуются чрезвычайно высокой эффективностью действия, поэтому концентрация их в крови и межклеточной жидкости очень низкая порядка 10-6 до 10-12 М. Уровень гормона в крови – интегральный результат двух процессов скорости их синтеза и секреции и скорости распада и удаления из крови. Гормоны могут секретироваться двумя путями:
Регулируемая секреция: клетка хранит гормон в секреторных гранулах и выделяет гормон по мере необходимости. Это - наиболее часто используемый путь и позволяет клеткам выделять большое количество гормона в течение короткого периода времени. (пульсирующий характер секреции)
Конститутивная секреция: клетка не сохраняет гормон, а выделяет его из секреторных везикул по мере его синтеза.
Секреция наиболее частый объект действия регулирующих систем. Обычным прикладным принципом регуляции секреции гормона является принцип отрицательной обратной связи: сам гормон непосредственно или косвенно тормозит свою дальнейшую секрецию.
например, инсулин секретируется клетками поджелудочной железы в ответ на увеличение уровня глюкозы в крови и его действие направлено на повышение усвоения глюкозы клетками, что приводит к снижению уровня глюкозы крови. Последнее является сигналом для уменьшения секреции инсулина.
Однако в регуляции секреции некоторых гормонов может быть и принцип положительной обратной связи, при котором гормон непосредственно или косвенно вызывает дополнительную секрецию гормона.
например, выброс лютеинизирующего гормона (ЛГ) перед овуляцией - результат положительной обратной связи влияния эстрогенов на переднюю долю гипофиза, ЛГ затем действует на яичники и усиливает секрецию эстрогенов.
Важным в конечном эффекте гормона на клетку при одной и той же его концентрации в крови является скорость доставки через сосудистое русло: усиление кровотока к органу мишени или группе клеток- мишеней приводит к увеличению поставляемого гормона и усилению эффекта и наоборот.
Значительно менее изучены механизмы удаления гормонов из сосудистого русла. Гормоны, подобно всем биомолекулам, имеют характерное для каждого время биологического полураспада, зависящее от многих условий. Прекращение секреции гормона с очень коротким временем полураспада, вызывает быстрое падение концентрации гормона в крови, но если время полураспада гормона - продолжительное, эффективные концентрации сохраняются в течение некоторого времени даже после того, как секреция прекращается.
Одним важным следствием того, что уровень гормона регулируется по принципу обратной связи и факта, что гормоны имеют ограниченную продолжительность жизни в сосудистом руле, является то, что секреция большинства гормонов имеет пульсирующий характер.
Уровень гормона в крови еще не определяет конечный эффект гормона. Важное место в механизме действия гормонов отводится и количеству рецепторов в клетке, на которое сами гормоны могут оказывать существенное влияние. Возможны 2 варианта такого влияния
Понижающая регуляция рецепторов
- гормон уменьшает число рецепторов для себя или для другого гормона.
Например, прогестерон уменьшает количество своих рецепторов и рецепторов для эстрогенов в матке
Повышающая регуляция рецепторов
гормон увеличивает число рецепторов для себя или для другого гормона.
например, эстрогены увеличивают количество собственных рецепторов и рецепторов ЛГ в яичнике.