Hormonlar orqanlarda müxtəlif tənzimləmə mexanizmlərini və metabolik prosesləri birləşdirən birləşdirici elementlər kimi çıxış edir. Onlar müxtəlif orqanlarda və mərkəzi sinir sistemində baş verən siqnalların ötürülməsini təmin edən kimyəvi vasitəçi rolunu oynayırlar. Hüceyrələr hormonlara fərqli reaksiya verir.
Adenilat siklaz sistemi vasitəsilə elementlər hədəf hüceyrədəki biokimyəvi proseslərin sürətinə təsir göstərir. Bu sistemi ətraflı nəzərdən keçirin.
Fizioloji təsir
Hüceyrələrin hormonların təsirinə reaksiyası onun kimyəvi quruluşundan, eləcə də təsir etdiyi hüceyrə növündən asılıdır.
Qanda hormonların konsentrasiyası kifayət qədər aşağıdır. Adenilat siklaz sisteminin iştirakı ilə fermentin aktivləşmə mexanizmini işə salmaq üçün onlar tanınmalı və sonra reseptorlarla - yüksək spesifikliyə malik xüsusi zülallarla əlaqələndirilməlidir.
Fizioloji təsir müxtəlif amillərlə, məsələn, hormonun konsentrasiyası ilə müəyyən edilir. Sürətlə müəyyən edilirəsasən qaraciyərdə baş verən çürümə zamanı inaktivasiya və onun metabolitlərlə birlikdə xaric olma sürəti. Fizioloji təsir hormonun daşıyıcı zülallara yaxınlıq dərəcəsindən asılıdır. Tiroid və steroid elementləri zülallarla birlikdə qan dövranı boyunca hərəkət edir. Hədəf hüceyrələrdəki reseptorların sayı və növü də müəyyənedici amillərdir.
Timullaşdırıcı Siqnallar
Hormonların sintezi və ifrazı prosesləri mərkəzi sinir sisteminə yönəldilmiş daxili və xarici impulslarla stimullaşdırılır. Neyronlar bu siqnalları hipotalamusa aparır. Burada onların hesabına statinlərin və liberinlərin (peptid buraxan hormonlar) sintezi stimullaşdırılır. Onlar, öz növbəsində, ön hipofiz bezindəki elementlərin sintezini və ifrazını maneə törədir (bağlayır) və ya stimullaşdırır. Bu kimyəvi komponentlərə üçlü hormonlar deyilir. Onlar periferik endokrin bezlərdə elementlərin istehsalını və ifrazını stimullaşdırır.
Hormonların əlamətləri
Digər siqnal molekulları kimi, bu elementlər də bir sıra ümumi xüsusiyyətlərə malikdir. Hormonlar:
- Onları hüceyrədənkənar boşluğa istehsal edən hüceyrələrdən xaric edilir.
- Enerji mənbəyi kimi istifadə edilmir.
- Onlar hüceyrələrin struktur elementləri deyil.
- Müəyyən bir hormon üçün xüsusi reseptorları olan hüceyrələrlə spesifik əlaqə qurmaq bacarığına sahib olun.
- Yüksək bioloji aktivliyi ilə fərqlənir. Kiçik konsentrasiyalarda belə hormonlar hüceyrələrə təsirli şəkildə təsir edə bilər.
Hədəf Hüceyrələr
Onların hormonlarla qarşılıqlı əlaqəsi xüsusi reseptor zülalları tərəfindən təmin edilir. Onlar xarici membranda, sitoplazmada, nüvə membranında və digər orqanellələrdə olur.
Hər hansı reseptor zülalında iki sahə (sayt) var. Onların sayəsində funksiyalar həyata keçirilir:
- Hormon tanınması.
- Alınan impulsun hüceyrəyə çevrilməsi və ötürülməsi.
Reseptorların xüsusiyyətləri
Zülal domenlərindən birində siqnal molekulunun hansısa elementini tamamlayan (qarşılıqlı tamamlayan) yer var. Reseptorun ona bağlanması ferment-substrat kompleksinin əmələ gəlməsi prosesinə bənzəyir və yaxınlıq sabiti ilə müəyyən edilir.
Reseptorların əksəriyyəti hazırda yaxşı başa düşülmür. Bu, onların təcrid edilməsi və təmizlənməsinin mürəkkəbliyi, həmçinin hüceyrələrdə hər bir reseptor tipinin həddindən artıq aşağı olması ilə əlaqədardır. Lakin məlumdur ki, hormonların reseptorlarla qarşılıqlı əlaqəsi fiziki-kimyəvi xarakter daşıyır. onların arasında hidrofobik və elektrostatik bağlar yaranır.
Bir hormon və reseptorun qarşılıqlı təsiri sonuncuda konformasiya dəyişiklikləri ilə müşayiət olunur. Nəticədə siqnal molekulunun reseptorla kompleksi aktivləşir. Aktiv vəziyyətdə olmaqla, daxil olan siqnala xüsusi hüceyrədaxili reaksiya verə bilir. Reseptorların sintezi və ya siqnal molekulları ilə qarşılıqlı əlaqəsi pozulduqda xəstəliklər yaranır - endokrin pozğunluqlar.
Onlar aşağıdakılarla əlaqəli ola bilər:
- Sintez çatışmazlığı.
- Reseptor zülallarının strukturunda dəyişikliklər (genetik pozğunluqlar).
- Reseptorların antikorlarla bloklanması.
Qarşılıqlı əlaqə növləri
Onlar hormon molekulunun strukturundan asılı olaraq fərqlənirlər. Lipofilikdirsə, hədəflərin xarici membranındakı lipid təbəqəsinə nüfuz edə bilir. Məsələn, steroid hormonları. Molekulun ölçüsü əhəmiyyətlidirsə, hüceyrəyə nüfuz edə bilməz. Müvafiq olaraq, lipofilik hormonlar üçün reseptorlar hədəflərin daxilində, hidrofilik hormonlar üçün isə - xaricdə, xarici membranda yerləşir.
İkinci vasitəçilər
Hidrofilik molekullardan hormonal siqnala cavab almaq impulsun ötürülməsinin hüceyrədaxili mexanizmi ilə təmin edilir. O, sözdə ikinci vasitəçilər vasitəsilə fəaliyyət göstərir. Bunun əksinə olaraq, hormon molekulları forma baxımından olduqca müxtəlifdir.
Siklik nukleotidlər (cGMP və cAMP), kalmodulin (kalsium bağlayan zülal), kalsium ionları, inositol trifosfat, siklik nukleotidlərin sintezində və zülalın fosforilləşməsində iştirak edən fermentlər "ikinci xəbərçi" kimi çıxış edir.
Adenilat siklaz sistemi vasitəsilə hormonların təsiri
Siqnal elementlərindən hədəf hüceyrələrə impuls ötürməyin 2 əsas yolu var:
- Adenilat seklaza (quanilat siklaza) sistemi.
- Fosfoinositid mexanizmi.
Adenilat siklaz sistemi vasitəsilə hormonların təsir sxemi daxildir: G proteini, protein kinazaları,reseptor zülalı, guanozin trifosfat, adenilat seklaza fermenti. Bu maddələrlə yanaşı, ATP də sistemin normal işləməsi üçün lazımdır.
Reseptor, G zülalı, yaxınlığında GTP və adenilat siklaza yerləşmişdir, hüceyrə membranında qurulmuşdur. Bu elementlər dissosiasiya olunmuş vəziyyətdədir. Siqnal molekulunun və reseptor zülalının kompleksi əmələ gəldikdən sonra G zülalının konformasiyası dəyişir. Nəticədə, onun alt bölmələrindən biri GTP ilə qarşılıqlı əlaqə qurmaq imkanı əldə edir.
Oluşan "G protein + GTP" kompleksi adenilat siklazı aktivləşdirir. O, öz növbəsində ATP molekullarını cAMP-yə çevirməyə başlayır. Xüsusi fermentləri - protein kinazalarını aktivləşdirməyə qadirdir. Bunun sayəsində ATP-nin iştirakı ilə müxtəlif zülal molekullarının fosforlaşma reaksiyaları katalizləşir. Zülalların tərkibinə eyni zamanda fosfor turşusunun qalıqları daxildir.
Adenilatsiklaza sistemində hormonların təsir mexanizminə görə fosforlanmış zülalın aktivliyi dəyişir. Müxtəlif növ hüceyrələrdə müxtəlif funksional fəaliyyətin zülalları təsirlənir: nüvə və ya membran molekulları, həmçinin fermentlər. Fosforlaşma nəticəsində zülallar funksional olaraq aktiv və ya qeyri-aktiv ola bilər.
Adenilat siklaz sistemi: biokimya
Yuxarıda təsvir edilən qarşılıqlı təsirlərə görə hədəfdəki biokimyəvi proseslərin sürəti dəyişir.
Adenilat siklaz sisteminin aktivləşməsinin əhəmiyyətsiz müddəti haqqında danışmaq lazımdır. Qısalıq G zülalının fermentə bağlandıqdan sonra olması ilə bağlıdırGTPase aktivliyi görünməyə başlayır. GTP hidrolizindən sonra konformasiyanı bərpa edir və adenilat siklaza üzərində fəaliyyətini dayandırır. Bu cAMP əmələ gəlməsi reaksiyasının dayandırılmasına gətirib çıxarır.
Inhibisyon
Adenilat siklaza sisteminin sxeminin birbaşa iştirakçılarından əlavə, bəzi hədəflərdə fermentin inhibəsinə səbəb olan G molekulları ilə əlaqəli reseptorlar var. Adenilaseteklaz "GTP + G protein" kompleksi tərəfindən inhibə edilir.
CAMP istehsalı dayandıqda, fosforlaşma dərhal dayanmır. Molekullar mövcud olduğu müddətcə zülal kinazlarının aktivləşməsi davam edəcək. cAMP-nin təsirini dayandırmaq üçün hüceyrələr xüsusi bir fermentdən - fosfodiesterazdan istifadə edirlər. 3', 5'-siklo-AMP-nin AMP-yə hidrolizini katalizləyir.
Fosfodiesteraza inhibitor təsiri olan bəzi birləşmələr (məsələn, teofillin, kofein) siklo-AMP konsentrasiyasını saxlamağa və artırmağa kömək edir. Bu maddələrin təsiri altında adenilat siklaz mesajlaşma sisteminin aktivləşmə müddəti. Başqa sözlə, hormonun fəaliyyəti gücləndirilir.
İnositol trifosfat
Adenilat siklaz siqnal ötürülməsi sistemindən başqa, başqa bir siqnal ötürülməsi mexanizmi də mövcuddur. Buraya kalsium ionları və inositol trifosfat daxildir. Sonuncu inositol fosfatiddən (mürəkkəb lipid) əldə edilən maddədir.
İnositol trifosfat hüceyrədaxili sahədə konformasiya dəyişiklikləri zamanı aktivləşən xüsusi ferment olan "C" fosfolipazının təsiri altında əmələ gəlir.hüceyrə membranı reseptoru.
Bu fermentin təsiri ilə fosfatidil-inositol-4,5-bisfosfat molekulunun fosfoester bağı hidroliz olunur. Nəticədə inositol trifosfat və diasilqliserol əmələ gəlir. Onların əmələ gəlməsi, öz növbəsində, hüceyrədə ionlaşmış kalsiumun miqdarının artmasına səbəb olur. Bu, müxtəlif kalsiumdan asılı protein molekullarının, o cümlədən protein kinazalarının aktivləşməsinə kömək edir.
Bu halda, adenilat siklaza sisteminin işə salınması ilə olduğu kimi, zülalın fosforilasiyası hüceyrə daxilində impulsun ötürülməsi mərhələlərindən biri kimi çıxış edir. Hormonun təsirinə hüceyrənin fizioloji reaksiyasına səbəb olur.
Birləşdirici element
Xüsusi bir zülal, kalmodulin, fosfoinositid mexanizminin fəaliyyətində iştirak edir. Tərkibinin üçdə biri mənfi yüklü amin turşuları (Asp, Glu) tərəfindən əmələ gəlir. Bu baxımdan Ca+2-ni aktiv şəkildə bağlaya bilir.
Bir kalmodulin molekulunda 4 bağlanma yeri var. Ca+2 ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində kalmodulin molekulunda konformasiya dəyişiklikləri başlayır. Nəticədə Ca + 2-kalmodulin kompleksi bir çox fermentlərin: fosfodiesteraza, adenilat siklaza, Ca + 2, Mg + 2 - ATPase, eləcə də müxtəlif protein kinazaların fəaliyyətini tənzimləmək qabiliyyətini əldə edir.
Nüanslar
Müxtəlif hüceyrələrdə Ca+2-kalmodulin kompleksinin bir fermentin izoenzimlərinə (məsələn, müxtəlif növ adenilat siklaza) təsiri altında bir halda aktivləşmə, digərində isə aktivləşmə müşahidə olunacaq. - cAMP əmələ gəlməsinin qarşısının alınması. Bu, izofermentlərdə allosterik mərkəzlərin olması ilə əlaqədardırmüxtəlif amin turşusu radikallarını ehtiva edə bilər. Müvafiq olaraq, onların kompleksin təsirinə reaksiyası fərqli olacaq.
Əlavə
Gördüyünüz kimi, "ikinci elçilər" adenilat siklaz sistemində və yuxarıda təsvir olunan proseslərdə iştirak edirlər. Fosfoinositid mexanizmi işlədikdə bunlar:
- Siklik nukleotidlər. Adenilat siklaz sistemində olduğu kimi, onlar c-GMP və c-AMP-dir.
- Kalsium ionları.
- Sa-kalmodulin kompleksi.
- Diasilqliserin.
- İnositol trifosfat. Bu element həmçinin adenilat siklaz sistemində siqnal ötürülməsində iştirak edir.
Yuxarıda göstərilən vasitəçilərin iştirak etdiyi hədəflər daxilində hormon molekullarından siqnal vermə mexanizmləri bir neçə ümumi xüsusiyyətə malikdir:
- İnformasiyanın ötürülməsi mərhələlərindən biri zülalın fosforilləşməsi prosesidir.
- Aktivləşdirmə xüsusi mexanizmlərin təsiri altında dayanır. Onlar proses iştirakçılarının özləri tərəfindən işə salınır (mənfi rəy mexanizmlərinin təsiri altında).
Nəticə
Hormonlar orqanizmdə fizioloji funksiyaların əsas humoral tənzimləyicisi kimi çıxış edir. Onlar endokrin bezlərdə istehsal olunur və ya xüsusi endokrin hüceyrələr tərəfindən istehsal olunur. Hormonlar limfaya, qana salınır və hədəf hüceyrələrə uzaqdan (endokrin) təsir göstərir.
Hal-hazırda bu molekulların xüsusiyyətlərikifayət qədər yaxşı öyrənilib. Onların biosintezi prosesləri, eləcə də orqanizmə təsirinin əsas mexanizmləri məlumdur. Bununla belə, hormonların və digər birləşmələrin qarşılıqlı təsirinin xüsusiyyətləri ilə bağlı hələ də çoxlu açılmamış sirlər var.
