Ang mga hydrophilic hormone ay hindi nakakapasok sa cell lamad at samakatuwid ang paghahatid ng signal ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga protina ng receptor ng lamad.

Mayroong tatlong uri ng mga receptor na ito.

Ang unang uri ay mga protina na mayroong isang transmembrane polypeptide chain.

Ang mga hormone tulad ng somatotropic hormone, prolactin, insulin at isang bilang ng mga hormone-like substance - growth factor - ay konektado sa mga receptor ng ganitong uri. Kapag ang isang hormone ay pinagsama sa isang receptor ng ganitong uri, ang phosphorylation ng cytoplasmic na bahagi ng receptor na ito ay nangyayari, na nagreresulta sa pag-activate ng mga intermediary protein (mensahero) na mayroong aktibidad ng enzymatic. Ang property na ito ay nagpapahintulot sa messenger protein na tumagos sa cell nucleus at doon ay nag-activate ng mga nuclear protein na kasangkot sa transkripsyon ng kaukulang mga gene at mRNA. Sa huli, ang cell ay nagsisimulang mag-synthesize ng mga partikular na protina, na nagbabago sa metabolismo nito. Ang isang diagram na naglalarawan ng mekanismong ito ay ipinakita sa Fig. 10.

kanin. 10. Ang mekanismo ng pagkilos ng mga hydrophilic hormones sa target na cell,

pagkakaroon ng mga receptor ng unang uri

Ang pangalawang uri ng mga receptor na nakikita ang mga epekto ng hydrophilic hormones sa mga target na cell ay ang tinatawag na "ion channel receptors." Ang mga receptor ng ganitong uri ay mga protina na mayroong apat na mga fragment ng transmembrane. Ang koneksyon ng isang molekula ng hormone na may tulad na isang receptor ay humahantong sa pagbubukas ng mga channel ng transmembrane ion, dahil kung saan ang mga electrolyte ions ay maaaring makapasok sa protoplasm ng cell kasama ang isang gradient ng konsentrasyon. Sa isang banda, ito ay maaaring humantong sa depolarization lamad ng cell(ito, halimbawa, ay nangyayari sa postsynaptic membrane ng mga cell kalamnan ng kalansay kapag nagpapadala ng signal mula sa nerve motor fiber patungo sa isang kalamnan), at sa kabilang banda, ang mga electrolyte ions (halimbawa, Ca ++) ay maaaring mag-activate ng serine-tyrosine kinases at, dahil sa kanilang enzymatic na pagkilos sa mga intracellular protein, nagiging sanhi ng mga pagbabago sa cellular metabolism.

Ang isang diagram na naglalarawan ng mekanismong ito ay ipinakita sa Fig. labing-isa.

kanin. 11. Ang mekanismo ng pagkilos ng mga hydrophilic hormones sa target na cell,

pagkakaroon ng mga receptor ng pangalawang uri

Ang ikatlong uri ng mga receptor na nakadarama ng mga epekto ng mga hydrophilic hormone sa mga target na cell ay tinukoy bilang "G-protein coupled receptors" (dinaglat bilang mga GPCR).

Sa tulong ng G-receptors, ang mga signal na nasasabik ng mga neurotransmitters at neurotransmitters (adrenaline, norepinephrine, acetylcholine, serotonin, histamine, atbp.), Ang mga hormone at opioid (adrenocorticotropin, somatostatin, vasopressin, angiotensin, gonadotropin, ilang growth factor at neuropeptides) ay ipinadala sa executive cellular apparatus at iba pa). Bilang karagdagan, ang mga G-receptor ay nagbibigay ng paghahatid ng mga kemikal na signal na nakikita ng panlasa at olpaktoryo na mga receptor.

Ang mga receptor ng G, tulad ng karamihan sa mga receptor ng lamad, ay binubuo ng tatlong bahagi: isang bahaging extracellular, isang bahagi ng receptor na nakalubog sa lamad ng cell, at isang bahaging intracellular na nakikipag-ugnayan sa protina ng G. Sa kasong ito, ang intramembrane na bahagi ng receptor ay isang polypeptide chain na tumatawid sa lamad ng pitong beses.

Ang function ng G-proteins ay ang pagbubukas ng mga channel ng ion (i.e., pagbabago ng konsentrasyon ng mga electrolyte ions sa protoplasm ng mga target na cell) at pag-activate ng mga protina ng mediator (intracellular messenger). Bilang resulta, sa isang banda, ang kaukulang mga sistema ng enzyme ng cell ay isinaaktibo (protein kinases, protein phosphatases, phospholipases), at sa kabilang banda, ang mga phosphorylated protein na may malakas na aktibidad ng enzymatic ay nakakakuha ng kakayahang tumagos sa cell nucleus at doon. phosphorylate at i-activate ang mga protina na kasangkot sa transkripsyon ng mga gene at mRNA. Sa huli, ang metabolismo ng cell ay nagbabago kapwa dahil sa mga pagbabagong enzymatic ng mga intracellular na protina at dahil sa biosynthesis ng mga bagong protina. Ang isang diagram na naglalarawan ng mga mekanismo ng pakikipag-ugnayan ng isang molekula ng hormone sa G-receptor ng isang target na cell ay ipinapakita sa Fig. 12.

Ang mga hormone ay may epekto sa mga target na selula.

Mga target na cell- ito ay mga cell na partikular na nakikipag-ugnayan sa mga hormone gamit ang mga espesyal na protina ng receptor. Ang mga receptor na protina na ito ay matatagpuan sa panlabas na lamad ng cell, o sa cytoplasm, o sa nuclear membrane at iba pang organelles ng cell.

Mga biochemical na mekanismo ng paghahatid ng signal mula sa isang hormone patungo sa isang target na cell.

Ang anumang receptor protein ay binubuo ng hindi bababa sa dalawang domain (rehiyon) na nagbibigay ng dalawang function:

pagkilala sa hormone;

pagbabagong-anyo at paghahatid ng natanggap na signal sa cell.

Paano kinikilala ng protina ng receptor ang molekula ng hormone kung saan maaari itong makipag-ugnayan?

Ang isa sa mga domain ng receptor protein ay naglalaman ng isang rehiyon na pantulong sa ilang bahagi ng molekula ng signal. Ang proseso ng receptor na nagbubuklod sa isang molekula ng senyas ay katulad ng proseso ng pagbuo ng isang enzyme-substrate complex at maaaring matukoy ng halaga ng affinity constant.

Karamihan sa mga receptor ay hindi sapat na pinag-aralan dahil ang kanilang paghihiwalay at paglilinis ay napakahirap, at ang nilalaman ng bawat uri ng receptor sa mga selula ay napakababa. Ngunit alam na ang mga hormone ay nakikipag-ugnayan sa kanilang mga receptor sa pamamagitan ng pisikal at kemikal na paraan. Ang mga pakikipag-ugnayan ng electrostatic at hydrophobic ay nabuo sa pagitan ng molekula ng hormone at ng receptor. Kapag ang receptor ay nagbubuklod sa isang hormone, ang mga pagbabago sa conformational ay nangyayari sa receptor protein at ang complex ng signaling molecule na may receptor protein ay naisaaktibo. Sa aktibong estado nito, maaari itong magdulot ng mga partikular na reaksyon ng intracellular bilang tugon sa isang natanggap na signal. Kung ang synthesis o kakayahan ng mga receptor na protina na magbigkis sa mga molekula ng pagbibigay ng senyas ay may kapansanan, ang mga sakit—mga endocrine disorder—ay magaganap.

Mayroong tatlong uri ng mga naturang sakit.

Nauugnay sa hindi sapat na synthesis ng mga protina ng receptor.

Mga genetic na depekto na nauugnay sa mga pagbabago sa istraktura ng receptor.

Nauugnay sa pagharang sa mga protina ng receptor ng mga antibodies.

Mga mekanismo ng pagkilos ng mga hormone sa mga target na selula.

Depende sa istraktura ng hormone, mayroong dalawang uri ng pakikipag-ugnayan. Kung ang molekula ng hormone ay lipophilic (halimbawa, mga steroid hormone), maaari itong tumagos sa lipid layer ng panlabas na lamad ng mga target na selula. Kung ang isang molekula ay may malalaking sukat o polar, kung gayon ang pagtagos nito sa cell ay imposible. Samakatuwid, para sa lipophilic hormones, ang mga receptor ay matatagpuan sa loob ng target na mga cell, at para sa hydrophilic hormones, ang mga receptor ay matatagpuan sa panlabas na lamad.

Upang makakuha ng cellular response sa isang hormonal signal sa kaso ng mga hydrophilic molecule, gumagana ang isang intracellular signal transduction mechanism. Nangyayari ito sa partisipasyon ng mga substance na tinatawag na second messenger. Ang mga molekula ng hormone ay napaka-magkakaibang hugis, ngunit ang "mga pangalawang mensahero" ay hindi.

Ang pagiging maaasahan ng paghahatid ng signal ay sinisiguro ng napakataas na pagkakaugnay ng hormone para sa protina ng receptor nito.

Ano ang mga tagapamagitan na kasangkot sa intracellular transmission ng humoral signal?

Ang mga ito ay cyclic nucleotides (cAMP at cGMP), inositol triphosphate, calcium-binding protein - calmodulin, calcium ions, enzymes na kasangkot sa synthesis ng cyclic nucleotides, pati na rin ang protein kinases - protein phosphorylation enzymes. Ang lahat ng mga sangkap na ito ay kasangkot sa regulasyon ng aktibidad ng mga indibidwal na sistema ng enzyme sa mga target na selula.

Suriin natin nang mas detalyado ang mga mekanismo ng pagkilos ng mga hormone at intracellular mediator.

Mayroong dalawang pangunahing paraan ng pagpapadala ng signal sa mga target na cell mula sa mga molekula ng pagbibigay ng senyas na may mekanismo ng pagkilos ng lamad:

adenylate cyclase (o guanylate cyclase) system;

mekanismo ng phosphoinositide.

Adenylate cyclase system.

Pangunahing bahagi: lamad receptor protina, G protina, adenylate cyclase enzyme, guanosine triphosphate, protina kinases.

Bilang karagdagan, para sa normal na paggana ng adenylate cyclase system, kinakailangan ang ATP.

Ang protina ng receptor, G-protein, sa tabi kung saan matatagpuan ang GTP at ang enzyme (adenylate cyclase), ay itinayo sa lamad ng cell.

Hanggang sa kumilos ang hormone, ang mga sangkap na ito ay nasa isang dissociated state, at pagkatapos ng pagbuo ng isang complex ng signal molecule na may receptor protein, ang mga pagbabago sa conformation ng G protein ay nangyayari. Bilang resulta, ang isa sa mga subunit ng protina ng G ay nakakakuha ng kakayahang magbigkis sa GTP.

Ang G protein-GTP complex ay nagpapagana ng adenylate cyclase. Nagsisimula ang Adenylate cyclase na aktibong i-convert ang mga molekula ng ATP sa c-AMP.

Ang c-AMP ay may kakayahang i-activate ang mga espesyal na enzymes - protina kinases, na catalyze ang phosphorylation reaksyon ng iba't ibang mga protina na may partisipasyon ng ATP. Sa kasong ito, ang mga residu ng phosphoric acid ay kasama sa mga molekula ng protina. Ang pangunahing resulta ng proseso ng phosphorylation na ito ay isang pagbabago sa aktibidad ng phosphorylated protein. Sa iba't ibang uri ng mga cell, ang mga protina na may iba't ibang functional na aktibidad ay sumasailalim sa phosphorylation bilang resulta ng pag-activate ng adenylate cyclase system. Halimbawa, ang mga ito ay maaaring mga enzyme, nuclear protein, membrane protein. Bilang resulta ng reaksyon ng phosphorylation, ang mga protina ay maaaring maging aktibo o hindi aktibo.

Ang ganitong mga proseso ay hahantong sa mga pagbabago sa rate ng mga proseso ng biochemical sa target na cell.

Ang pag-activate ng adenylate cyclase system ay tumatagal ng napakatagal maikling panahon, dahil ang protina ng G, pagkatapos magbigkis sa adenylate cyclase, ay nagsisimulang magpakita ng aktibidad ng GTPase. Pagkatapos ng hydrolysis ng GTP, ibinabalik ng protina ng G ang conformation nito at huminto sa pag-activate ng adenylate cyclase. Bilang resulta, humihinto ang reaksyon sa pagbuo ng cAMP.

Bilang karagdagan sa mga kalahok sa adenylate cyclase system, ang ilang mga target na cell ay naglalaman ng G protein-coupled receptor protein na humahantong sa pagsugpo ng adenylate cyclase. Sa kasong ito, pinipigilan ng GTP-G protein complex ang adenylate cyclase.

Kapag huminto ang pagbuo ng cAMP, ang mga reaksyon ng phosphorylation sa cell ay hindi agad humihinto: hangga't ang mga molekula ng cAMP ay patuloy na umiiral, ang proseso ng pag-activate ng mga kinase ng protina ay magpapatuloy. Upang ihinto ang pagkilos ng cAMP, mayroong isang espesyal na enzyme sa mga cell - phosphodiesterase, na nagpapa-catalyze sa hydrolysis reaksyon ng 3′,5′-cyclo-AMP sa AMP.

Ang ilang mga sangkap na may epekto sa pagbabawal sa phosphodiesterase (halimbawa, mga alkaloid na caffeine, theophylline) ay nakakatulong na mapanatili at mapataas ang konsentrasyon ng cyclo-AMP sa cell. Sa ilalim ng impluwensya ng mga sangkap na ito sa katawan, ang tagal ng pag-activate ng adenylate cyclase system ay nagiging mas mahaba, i.e., ang epekto ng pagtaas ng hormone.

Bilang karagdagan sa adenylate cyclase o guanylate cyclase system, mayroon ding mekanismo para sa pagpapadala ng impormasyon sa loob ng target na cell na may partisipasyon ng mga calcium ions at inositol triphosphate.

Inositol triphosphate ay isang sangkap na isang derivative ng isang kumplikadong lipid - inositol phosphatide. Ito ay nabuo bilang isang resulta ng pagkilos ng isang espesyal na enzyme - phospholipase "C", na isinaaktibo bilang isang resulta ng mga pagbabago sa conformational sa intracellular domain ng membrane receptor protein.

Ang enzyme na ito ay nag-hydrolyze ng phosphoester bond sa phosphatidyl-inositol 4,5-bisphosphate molecule upang bumuo ng diacylglycerol at inositol triphosphate.

Ito ay kilala na ang pagbuo ng diacylglycerol at inositol triphosphate ay humahantong sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng ionized calcium sa loob ng cell. Ito ay humahantong sa pag-activate ng maraming mga protina na umaasa sa calcium sa loob ng cell, kabilang ang pag-activate ng iba't ibang mga kinase ng protina. At dito, tulad ng pag-activate ng adenylate cyclase system, ang isa sa mga yugto ng paghahatid ng signal sa loob ng cell ay protina phosphorylation, na humahantong sa isang physiological na tugon ng cell sa pagkilos ng hormone.

Ang isang espesyal na protina na nagbubuklod ng calcium, ang calmodulin, ay nakikibahagi sa mekanismo ng pagsenyas ng phosphoinositide sa target na selula. Ito ay isang mababang molekular na timbang na protina (17 kDa), 30% na binubuo ng mga negatibong sisingilin na amino acids (Glu, Asp) at samakatuwid ay may kakayahang aktibong magbigkis ng Ca+2. Ang isang calmodulin molecule ay may 4 na calcium-binding sites. Pagkatapos ng pakikipag-ugnayan sa Ca+2, ang mga pagbabago sa conformational ay nagaganap sa molecule ng calmodulin at ang "Ca+2-calmodulin" complex ay nagiging may kakayahang i-regulate ang aktibidad (allosterically inhibiting o activation) maraming enzymes - adenylate cyclase, phosphodiesterase, Ca+2,Mg+ 2-ATPase at iba't ibang mga kinase ng protina.

Sa iba't ibang mga cell, kapag ang Ca+2-calmodulin complex ay kumikilos sa mga isoenzymes ng parehong enzyme (halimbawa, adenylate cyclase iba't ibang uri) sa ilang mga kaso ay sinusunod ang pag-activate, at sa iba ay sinusunod ang pagsugpo sa reaksyon ng pagbuo ng cAMP. Ang iba't ibang epekto na ito ay nangyayari dahil ang mga allosteric center ng isoenzymes ay maaaring magsama ng iba't ibang amino acid radical at ang kanilang tugon sa pagkilos ng Ca+2-calmodulin complex ay magkakaiba.

Kaya, ang papel ng "mga pangalawang mensahero" para sa pagpapadala ng mga signal mula sa mga hormone sa mga target na selula ay maaaring:

cyclic nucleotides (c-AMP at c-GMP);

1. kumplikadong "Ca-calmodulin";

   diacylglycerol;

   inositol triphosphate.

Ang mga mekanismo para sa pagpapadala ng impormasyon mula sa mga hormone sa loob ng mga target na cell gamit ang mga nakalistang tagapamagitan ay may mga karaniwang tampok:

isa sa mga yugto ng paghahatid ng signal ay protina phosphorylation;

Ang pagtigil ng pag-activate ay nangyayari bilang isang resulta ng mga espesyal na mekanismo na pinasimulan ng mga kalahok sa mga proseso mismo - may mga negatibong mekanismo ng feedback.

Ang mga hormone ang pangunahing humoral regulators physiological function ng katawan, at ang kanilang mga katangian, biosynthesis proseso at mekanismo ng pagkilos ay kilala na ngayon.

Ang mga paraan kung saan naiiba ang mga hormone mula sa iba pang mga molekula ng pagbibigay ng senyas ay ang mga sumusunod.

Ang synthesis ng hormone ay nangyayari sa mga espesyal na selula endocrine system. Sa kasong ito, ang synthesis ng mga hormone ay ang pangunahing pag-andar ng mga endocrine cell.

Ang mga hormone ay tinatago sa dugo, madalas sa venous, minsan sa lymph. Ang iba pang mga molekula ng pagbibigay ng senyas ay maaaring maabot ang mga target na selula nang walang pagtatago sa mga nagpapalipat-lipat na likido.

Telecrine effect (o malayong pagkilos)— kumikilos ang mga hormone sa mga target na selula sa isang malaking distansya mula sa site ng synthesis.

Ang mga hormone ay lubos na tiyak na mga sangkap na may kaugnayan sa mga target na selula at may napakataas na biological na aktibidad.

Ang mga huling epekto ng mga hormone sa antas ng cellular ay maaaring mga pagbabago sa metabolismo, pagkamatagusin ng lamad sa iba't ibang mga sangkap (ions, glucose, atbp.), Mga proseso ng paglago, pagkita ng kaibhan at paghahati ng cell, aktibidad ng contractile o secretory, atbp. Ang pagpapatupad ng mga epektong ito nagsisimula sa pagbubuklod ng hormone sa mga tiyak na cellular receptor proteins: lamad o intracellular (cytoplasmic at nuclear). Ang epekto ng mga hormone sa pamamagitan ng mga receptor ng lamad ay medyo mabilis (sa loob ng ilang minuto), at sa pamamagitan ng mga intracellular receptor - dahan-dahan (mula sa kalahating oras o higit pa).

Ang pagkilos sa pamamagitan ng mga receptor ng lamad ay tipikal para sa mga hormone na protina-peptide at mga derivative ng amino acid. Ang mga hormone na ito (maliban sa mga thyroid hormone) ay hydrophilic at hindi maaaring tumagos sa bilipid layer ng plasmalemma. Samakatuwid, ang hormonal signal ay ipinapadala sa cell kasama ang isang medyo mahabang chain, na sa pangkalahatan ay ganito ang hitsura: hormone -> membrane receptor -> membrane enzyme -> pangalawang messenger -> protein kinase -> intracellular functional proteins -> physiological effect.

Alinsunod dito, ang pagkilos ng hormone sa pamamagitan ng mga receptor ng lamad ay natanto sa maraming yugto:

1) ang pakikipag-ugnayan ng hormone sa receptor ng lamad ay humahantong sa isang pagbabago sa conformation ng receptor at pag-activate nito;

2) pinapagana ng receptor (mas bihira, pinipigilan) ang enzyme ng lamad na nauugnay dito;

3) binabago ng enzyme ang konsentrasyon sa cytoplasm ng isa o isa pang mababang molekular na sangkap - isang pangalawang mensahero",

4) pinapagana ng pangalawang mensahero ang isang tiyak na cytoplasmic protein kinase, isang enzyme na nagpapagana ng phosphorylation at mga pagbabago sa mga functional na katangian ng mga protina;

5) binabago ng protina kinase ang aktibidad ng mga intracellular functional protein na kumokontrol sa mga proseso ng intracellular (mga enzyme, mga channel ng ion, mga contractile na protina, atbp.), na nagreresulta sa isa o isa pang pangwakas na epekto ng hormone, halimbawa, pagpabilis ng synthesis o pagkasira ng glycogen , nagpapalitaw ng pag-urong ng kalamnan, atbp.

Sa kasalukuyan, kilala ang apat na uri ng mga enzyme na nauugnay sa mga receptor ng hormone ng lamad at limang pangunahing pangalawang mensahero (Larawan 1, Talahanayan 1).

kanin. 1. Ang mga pangunahing sistema ng transmembrane transmission ng hormonal signal.

Mga pagtatalaga: G - mga hormone; R - mga receptor ng lamad; G - G protina; F - tyrosine-

kinase; GC - guanylate cyclase; A C ~ adenylate cyclase; F.P S - phospholipase C; fl - lamad phospholipids; ITP - inositol triphosphate, D AT - diacylglycerol; ER - endoplasmic reticulum; PC - iba't ibang mga kinase ng protina.

Talahanayan 1

Mga enzyme ng lamad at pangalawang mensahero na namamagitan sa pagkilos ng mga hormone sa pamamagitan ng mga receptor ng lamad

Depende sa kung paano nangyayari ang koneksyon sa pagitan ng receptor at ng membrane enzyme, dalawang uri ng mga receptor ay nakikilala: 1) catalytic receptors; 2) mga receptor na isinama sa mga protina ng G.

Catalytic receptors: ang receptor at ang enzyme ay direktang nakaugnay (maaaring isang molekula na may dalawang functional na site). Ang mga enzyme ng lamad para sa mga receptor na ito ay maaaring:

Tyrosine kinase (isang uri ng protina kinase); ang pagkilos ng mga hormone sa pamamagitan ng mga receptor ng tyrosine kinase ay hindi kinakailangang nangangailangan ng pagkakaroon ng mga pangalawang mensahero;

Guanylate cyclase - pinapagana ang pagbuo ng second messenger cyclic GMP (cGMP) mula sa GTP.

G protein-coupled receptors: ang signal mula sa receptor molecule ay unang ipinadala sa isang espesyal na lamad G protein1, na pagkatapos ay nag-a-activate o nagpipigil sa isang partikular na membrane enzyme, na maaaring:

Adenylate cyclase - pinapagana ang pagbuo ng second messenger cyclic AMP (cAMP) mula sa ATP;

Phospholipase C - catalyzes ang pagbuo ng dalawang pangalawang mensahero mula sa lamad phospholipids: inositol triphosphate (ITP) at diacylglycerol (DAG). Pinasisigla ng DAG ang protina kinase at isa ring precursor ng prostaglandin at mga katulad na biologically active substance. Ang pangunahing epekto ng ITP ay upang madagdagan ang nilalaman sa cytoplasm ng isa pang pangalawang messenger - Ca 2+ ions, na pumapasok sa cytosol sa pamamagitan ng mga channel ng ion ng plasma membrane (mula sa extracellular na kapaligiran) o intracellular Ca 2+ depots (endoplasmic reticulum at mitochondria). Ang mga Ca2+ ions ay nagsasagawa ng kanilang mga epekto sa pisyolohikal, bilang panuntunan, kasama ang protina na calmodulin.

Ang pagkilos sa pamamagitan ng mga intracellular receptor ay tipikal para sa mga steroid at thyroid hormone, na, dahil sa kanilang lipid solubility, ay maaaring tumagos sa pamamagitan ng mga cell lamad sa cell at sa nucleus nito (Fig. 2).

Ang pakikipag-ugnay sa mga nuclear receptor, ang mga hormone na ito ay nakakaimpluwensya sa mga proseso ng cell division at ang pagpapatupad ng genetic na impormasyon (gene expression), sa partikular, kinokontrol nila ang rate ng biosynthesis ng functional cellular proteins - enzymes, receptors, peptide hormones, atbp.

Bilang resulta ng pagkilos ng mga hormone sa mga cytoplasmic receptor, nagbabago ang aktibidad ng mga cellular organelles, halimbawa, ang intensity ng biological oxidation sa mitochondria o synthesis ng protina sa ribosomes.

Sa kumbinasyon ng mga cytoplasmic receptor, ang mga hormone ay maaaring tumagos sa nucleus, na kumikilos sa parehong paraan tulad ng sa pamamagitan ng mga nuclear receptor.

Fig.2. Mga mekanismo ng intracellular action ng mga hormone.

Mga pagtatalaga: G - mga hormone; Rh - mga nuclear receptor; Rif - mga cytoplasmic receptor.

Ang mga steroid hormone ay medyo simple mga organikong compound na may mababang molekular na timbang. Higit na ngayon ang nalalaman tungkol sa kanilang mekanismo ng pagkilos kaysa sa pagkilos ng iba pang mga hormone. Ang balangkas ng mga steroid hormone ay nabuo sa pamamagitan ng apat na hydrocarbon ring, at ang lahat ng pagkakaiba-iba ay nakamit dahil sa mga side group - methyl, hydroxyl, atbp. Bagaman dose-dosenang mga steroid hormone at ang kanilang mga aktibong analogue ay kilala na ngayon, kabuuang bilang Ang mga compound na ito, na sa prinsipyo ay maaaring umiral, ay hindi lalampas sa dalawang daan. Gayunpaman, ang bilang na ito sa mga vertebrates ay kinabibilangan ng mga hormone na may ganap na magkakaibang mga aksyon - mga male sex hormones (androsterones), mga babaeng sex hormones (estrogens), pati na rin ang mga non-sex steroid hormones ng adrenal glands - corticosteroids.

Ang mga sex steroid hormone sa mga vertebrates ay na-synthesize sa mga gonad, at ang kanilang synthesis ay pinasigla. gonadotropic hormones pituitary gland Sa larvae ng insekto steroid hormone molting - ang ecdysone (ecdysterone) ay synthesize ng parathoracic glands.

Ang isang magandang modelo ng pagkilos ng mga babaeng sex steroid hormone (halimbawa, estradiol) ay ang synthesis ng yolk protein ng mga oocytes - vitellogenin sa atay ng mga manok o ovalbumin sa oviduct ng mga manok. Ang mga tandang o lalaking palaka ay kadalasang ginagamit upang pag-aralan ang simula ng vitellogenin synthesis. Karaniwang wala silang mga estrogen, ang vitellogenin ay hindi na-synthesize, at ang gene encoding nito ay tila ganap na hindi aktibo. Gayunpaman, kapag ang estradiol ay pinangangasiwaan, ang synthesis ng protina na ito ay nagsisimula sa atay ng mga lalaki. Bilang karagdagan sa mga vitellogenin genes, ang transkripsyon ng ribosomal RNA at ang pagbuo ng mga bagong ribosome ay isinaaktibo din, habang ang aktibidad ng iba pang mga gene ay bumababa. Ang Vitellogenin ay masinsinang na-synthesize sa bagong mRNA at mga bagong ribosome at mabilis na inilabas sa daluyan ng dugo. Gayunpaman, dahil ang mga lalaki ay walang mga oocytes, ang protina na ito matagal na panahon nananatili sa plasma ng dugo.

Ang pangangasiwa ng estradiol sa mga batang inahin at maging sa mga sisiw ay nagpapasigla sa pagkakaiba-iba ng mga selula sa kanilang mga oviduct. Ang ilan sa mga epithelial cells ng oviduct, sa ilalim ng impluwensya ng estradiol, ay naiba sa mga glandular na selula kung saan ang mga gene ng ovalbumin ay isinaaktibo. Pagkatapos ng ilang araw, nagsisimula ang synthesis ng ovalbumin mismo.

SA mga glandula ng laway Drosophila larvae o Chironomus mosquito (ang larvae nito ay bloodworm, live na pagkain para sa aquarium fish), ang epekto ng molting steroid hormone, ecdysone, sa aktibidad ng gene ay makikita nang direkta sa ilalim ng mikroskopyo. Ang mga polytene chromosome ay mas mahaba at mas makapal kaysa karaniwan, at ang kanilang mga aktibong gene ay mukhang isang pampalapot ng chromosome. Ang mga ito ay tinatawag na poufs. Nasa 5-10 minuto pagkatapos ng pangangasiwa ng ecdysone sa larvae, makikita ang hitsura ng ilang mga bagong puff (isa sa Chironomus, dalawa sa Drosophila). Ngunit pagkatapos lamang ng ilang oras ay nagkakaroon sila ng ilang dosenang mga bagong puff, ang hitsura nito ay katangian ng isang larva na pumasok sa metamorphosis. Maaaring ipagpalagay na ang mga unang pouf ang resulta direktang aksyon ecdysone. Kamakailan lamang, nang ibigay ang radioactive ecdysone, ipinakita na ito ay puro sa unang activated puffs. Ang pag-activate sa ibang pagkakataon ng natitirang mga gene ay hindi na nangangailangan ng direktang impluwensya ng ecdysone at malamang na kinokontrol ng mga gene na na-activate ng ecdysone sa mga unang minuto. Ang mekanismo ng impluwensyang "gene-on-gene" ay halos hindi pa rin alam, bagama't ang mga naturang impluwensya ay angkop sa maraming mga scheme ng regulasyon ng gene. Ang mga inhibitor ng RNA synthesis ay pinipigilan ang pagsasama ng pangalawang linya ng mga bagong puff, ngunit hindi pinipigilan ang paglitaw ng mga unang puff.

Ang mga mekanismo ng pagkilos ng mga steroid hormone ay pinag-aralan nang mabuti. Ang mga hormone na ito ay pumapasok sa mga selula. Sa cytoplasm ng mga target na cell mayroong isang tiyak na protina ng receptor na "nakikilala" ang hormone kung saan ang cell ay may kakayahan, nagbubuklod dito at bumubuo ng isang hormone-receptor complex. Ang ganitong mga complex ay lumilipat sa nucleus at nagbubuklod, gaya ng inaasahan, sa mga rehiyon ng mga chromosome kung saan matatagpuan ang mga gene na pinapagana ng hormone sa mga selulang ito. Ang parehong steroid hormone sa iba't ibang uri Ang mga cell ay nagpapagana ng iba't ibang mga gene, halimbawa, ang estradiol ay nagpapagana ng mga vitellogenin na gene sa atay, at ang mga ovalbumin na gene sa oviduct. Dahil dito, ang mga cell na ito ay dapat na magkaiba sa kanilang mga receptor o sa estado ng kanilang mga chromosome. Ang nangingibabaw na pananaw ngayon ay ang mga receptor sa iba't ibang uri ng mga selula ay pareho. Kung ito ay gayon, kung gayon ang mga chromosome ay iba. Ipinapalagay na sa nuclei ng mga target na cell sa kaukulang mga gene ay may mga espesyal na protina - mga acceptor, kung saan ang hormone-receptor complex ay maaaring magbigkis at sa ilang (hindi pa malinaw) na paraan ay buhayin ang gene na ito.