Нарушаване на механизма на действие на хормоните, Компетентно за здравето на iLive
Промените в реакциите на тъканите към определен хормон могат да бъдат свързани с производството на анормална хормонална молекула, дефицит на рецептори или ензими, които реагират на хормонална стимулация. Идентифицирани са клинични форми на ендокринни заболявания, при които промени в взаимодействията между хормони и рецептори са причина за появата на патология (липоатрофичен диабет, някои форми на инсулинова резистентност, тестикуларна феминизация, неврогенна форма на диабет insipidus).
Общите характеристики на действието на всякакви хормони са каскадно усилване на ефекта в „целевата” клетка; регулиране на скоростта на съществуващите реакции, а не иницииране на нови; относително дълго (от минута до ден) запазване на ефекта на нервната регулация (бързо - от милисекунда до секунда).
За всички хормони началният етап на действие се състои в свързване със специфичен клетъчен рецептор, който започва каскада от реакции, водещи до промяна в количеството или активността на редица ензими, което формира физиологичния отговор на клетката. Всички хормонални рецептори са протеини, които нековалентно свързват хормоните. Тъй като всеки опит за по-малко или по-подробно представяне на този проблем предполага необходимостта от задълбочено обхващане на основни въпроси на биохимията и молекулярната биология, тук ще бъде дадено само кратко резюме на съответните въпроси.
На първо място, трябва да се отбележи, че хормоните са в състояние да повлияят на функцията на отделни групи клетки (тъкани и органи) не само чрез специален ефект върху клетъчната активност, но и по по-общ начин, стимулирайки увеличаване на броя на клетките (което често се нарича трофичен ефект), както и промяна на кръвния поток през органа (адренокортикотропен хормон - ACTH, например, не само стимулира биосинтетичната и секреторна активност на клетките на кората на надбъбречната жлеза, но също така увеличава притока на кръв в жлезите, произвеждащи стероиди).
На нивото на отделна клетка, хормоните, като правило, контролират един или повече ограничаващи скоростта етапи на реакциите на клетъчния метаболизъм. Почти винаги такъв контрол включва увеличаване на синтеза или активирането на специфични протеинови ензими. Специфичният механизъм на този ефект зависи от химическата природа на хормона.
Смята се, че хидрофилните хормони (пептид или амини) не проникват в клетката. Техният контакт е ограничен до рецептори, разположени на външната повърхност на клетъчната мембрана. Въпреки че през последните години са получени убедителни доказателства за „интернализацията“ на пептидните хормони (по-специално инсулин), връзката на този процес с индуцирането на хормоналния ефект остава неясна. Свързването на хормона с рецептора задейства поредица от вътремембранни процеси, водещи до разцепване на активната каталитична единица от ензима аденилат циклаза, разположен на вътрешната повърхност на клетъчната мембрана. В присъствието на магнезиеви йони, активният ензим превръща аденозин трифосфорната киселина (АТР) в цикличен аденозин монофосфат (сАМР). Последният активира една или повече сАМР-зависими протеинкинази, присъстващи в цитозола на клетката, които насърчават фосфорилирането на редица ензими, което причинява тяхното активиране или (понякога) инактивиране, а също така може да промени конфигурацията и свойствата на други специфични протеини (например структурни и мембранни), в резултат на което протеиновият синтез се увеличава на нивото на рибозомите, процесите на трансмембранна трансферна промяна и т.н., тоест се проявяват клетъчните ефекти на хормона. Ключовата роля в тази каскада от реакции се играе от сАМР, чието ниво в клетката определя интензивността на развиващия се ефект. Ензимът, който унищожава вътреклетъчния сАМР, т.е. превръщайки го в неактивно съединение (5'-AMP), е фосфодиестераза. Тази схема е същността на така наречената концепция за втория медиатор, предложена за пръв път през 1961 г. от Е. В. Съдърланд и сътр. въз основа на анализа на ефекта на хормоните върху разграждането на гликогена в чернодробните клетки. Първият медиатор е самият хормон, който се приближава към клетката отвън. Ефектите на някои съединения могат да бъдат свързани с намаляване на нивото на сАМР в клетката (чрез инхибиране на активността на аденилатциклазата или увеличаване на активността на фосфодиестеразата). Трябва да се подчертае, че сАМР не е единственият известен в момента втори медиатор. Тази роля могат да играят и други циклични нуклеотиди, например цикличен гуанозин монофосфат (cGMP), калциеви йони, метаболити на фосфатидилинозитол и, вероятно, простагландини, образувани в резултат на действието на хормона върху фосфолипидите на клетъчната мембрана. Във всеки случай най-важният механизъм на действие на вторите пратеници е фосфорилирането на вътреклетъчните протеини.