Роль гормонов и вторичных мессенджеров

В регуляции активности ферментов

В многоклеточных организмах поддержание гомеостаза обеспечивают 3 системы: 1). нервная, 2). гуморальная, 3). Иммунная.

Гуморальная система, контролируемая ЦНС, регулирует активность ферментов, и соответственно метаболизм, с помощью сигнальных молекул - гормонов. К сигнальным молекулам также относятся нейромедиаторы, факторы роста, цитокины и эйкозаноиды.

Гормоны – органические сигнальные молекулы беспроводного системного действия. Истинные гормоны – органические вещества, синтезирующиеся в специализированных железах, которые транспортируются кровью и действуют на ткани мишени.

Гормоны по строению делятся: на белковые (гормоны гипоталамуса, гипофиза), производные аминокислот (тиреоидные, катехоламины) и стероидные (половые, кортикоиды). Пептидные гормоны и катехоламины растворимы в воде, они регулируют каталитическую активность ферментов. Стероидные и тиреоидные гормоны водонерастворимы, они регулируют количество ферментов.

Гормоны влияют на активность ферментов в клетке не напрямую, а через систему вторичных посредников, таких как Са²⁺, цАМФ, цГМФ, ДАГ, ИФ₃ и т.д. Это связано с тем, что, во-первых, водорастворимые гормоны не проходят клеточную мембрану, во-вторых, каскадная система вторичных посредников необходима для усиления первичного сигнала одного гормона в миллионы раз.

Трансмембранная передача сигнала

Водонерастворимые гормоны самостоятельно проходят клеточные мембраны и реализуют свой эффект с участием цитоплазматических и ядерных рецепторов.

Трансмембранная передача сигнала от водорастворимых гормонов осуществляется с участием аденилатциклазной, инозитолтрифосфатной системы и каталитических рецепторов.

Рецепторы

Узнавание сигнальных молекул осуществляется с помощью белков-рецепторов, встроенных в клеточную мембрану клеток-мишеней или находящихся внутри клеток. Соответственно, рецепторы различают по локализации на: 1) цитоплазматические; 2) ядерные; 3) мембранные. Есть активаторные рецепторы, присоединение к ним гормонов активирует систему посредников, есть ингибиторные рецепторы, присоединение к ним гормонов ингибирует систему посредников.

Особенностью цитоплазматических рецепторов является связь с белком-шапероном, который стабилизирует их структуру. Ядерные и цитоплазматические рецепторы содержат ДНК-связывающий домен, характеризующийся наличием двух структур «цинковых пальцев».