Gli antipiretici per i bambini sono prescritti da un pediatra. Ma ci sono situazioni di emergenza per la febbre quando il bambino ha bisogno di ricevere immediatamente la medicina. Quindi i genitori si assumono la responsabilità e usano farmaci antipiretici. Cosa è permesso dare ai neonati? Come abbassare la temperatura nei bambini più grandi? Quali farmaci sono i più sicuri?

Gli ormoni idrofili non sono in grado di penetrare nella membrana cellulare e quindi la trasmissione del segnale avviene attraverso le proteine del recettore di membrana.

Ci sono tre tipi di questi recettori.

Il primo tipo sono proteine che hanno una catena polipeptidica transmembrana.

Ormoni come l'ormone somatotropo, la prolattina, l'insulina e un certo numero di sostanze simili agli ormoni - fattori di crescita - sono collegati a recettori di questo tipo. Quando un ormone si combina con un recettore di questo tipo, la parte citoplasmatica di questo recettore viene fosforilata, determinando l'attivazione di proteine intermedie (messaggeri) ad attività enzimatica. Questa proprietà consente alla proteina messaggera di penetrare nel nucleo cellulare e di attivare le proteine nucleari coinvolte nella trascrizione dei geni corrispondenti e dell'mRNA. Infine, la cellula inizia a sintetizzare proteine specifiche che ne modificano il metabolismo. Un diagramma che illustra questo meccanismo è mostrato in Fig. 10.

Riso. 10. Il meccanismo d'azione degli ormoni idrofili sulla cellula bersaglio,

con i recettori di tipo 1

Il secondo tipo di recettori che percepiscono l'effetto degli ormoni idrofili sulle cellule bersaglio sono i cosiddetti "recettori - canali ionici". I recettori di questo tipo sono proteine con quattro frammenti transmembrana. La connessione di una molecola ormonale con un tale recettore porta all'apertura di canali ionici transmembrana, grazie ai quali gli ioni elettroliti possono entrare nel protoplasma cellulare lungo il gradiente di concentrazione. Da un lato, ciò può portare alla depolarizzazione della membrana cellulare (ad esempio, si verifica con la membrana postsinaptica delle cellule muscolari scheletriche quando un segnale viene trasmesso dalla fibra motoria nervosa al muscolo) e, dall'altro, l'elettrolito gli ioni (ad esempio Ca ++) possono attivare le serina tirosina chinasi e, a causa della loro azione enzimatica sulle proteine intracellulari, causare un cambiamento nel metabolismo cellulare.

Un diagramma che illustra questo meccanismo è mostrato in Fig. undici.

Riso. 11. Il meccanismo d'azione degli ormoni idrofili sulla cellula bersaglio,

avere recettori di tipo 2

Il terzo tipo di recettori che percepiscono l'effetto degli ormoni idrofili sulle cellule bersaglio è definito come "recettori accoppiati a proteine G" (abbreviato in GPCR - "recettori accoppiati a proteine G").

Con l'aiuto dei recettori G, i segnali eccitati da neurotrasmettitori e neurotrasmettitori (adrenalina, norepinefrina, acetilcolina, serotonina, istamina, ecc.), Ormoni e oppioidi (adrenocorticotropina, somatostatina, vasopressina, angiotensina, gonadotropina, alcuni fattori di crescita e neuropeptidi) sono trasmessa all'apparato cellulare esecutivo, ecc.). Inoltre, i recettori G forniscono la trasmissione di segnali chimici percepiti dai recettori del gusto e dell'olfatto.

I recettori G, come la maggior parte dei recettori di membrana, sono costituiti da tre parti: una parte extracellulare, una parte del recettore immersa nella membrana cellulare e una parte intracellulare a contatto con la proteina G. In questo caso, la parte intramembrana del recettore è una catena polipeptidica che attraversa sette volte la membrana.

La funzione delle proteine G è l'apertura dei canali ionici (cioè un cambiamento nella concentrazione di ioni elettroliti nel protoplasma delle cellule bersaglio) e l'attivazione di proteine intermedie (messaggeri intracellulari). Di conseguenza, da un lato, i corrispondenti sistemi enzimatici della cellula (protein chinasi, protein fosfatasi, fosfolipasi) vengono attivati e, dall'altro, le proteine fosforilate con una potente attività enzimatica acquisiscono la capacità di penetrare nel nucleo cellulare e lì fosforilano e attivano le proteine coinvolte nella trascrizione dei geni e dell'mRNA. In definitiva, il metabolismo cellulare cambia sia a causa delle trasformazioni enzimatiche delle proteine intracellulari sia a causa della biosintesi di nuove proteine. Lo schema che illustra i meccanismi di interazione della molecola ormonale con il recettore G della cellula bersaglio è mostrato in Fig. 12.

Gli ormoni influenzano le cellule bersaglio.

cellule bersaglio- Queste sono cellule che interagiscono specificamente con gli ormoni utilizzando speciali proteine del recettore. Queste proteine del recettore si trovano sulla membrana esterna della cellula, o nel citoplasma, o sulla membrana nucleare e altri organelli della cellula.

Meccanismi biochimici di trasmissione del segnale dall'ormone alla cellula bersaglio.

Qualsiasi proteina recettore è costituita da almeno due domini (regioni) che forniscono due funzioni:

riconoscimento ormonale;

conversione e trasmissione del segnale ricevuto alla cella.

In che modo la proteina recettore riconosce la molecola ormonale con cui può interagire?

Uno dei domini della proteina recettore contiene una regione complementare a una parte della molecola segnale. Il processo di legame di un recettore a una molecola segnale è simile al processo di formazione di un complesso enzima-substrato e può essere determinato dal valore della costante di affinità.

La maggior parte dei recettori non è ben compresa perché il loro isolamento e purificazione sono molto difficili e il contenuto di ogni tipo di recettore nelle cellule è molto basso. Ma è noto che gli ormoni interagiscono con i loro recettori in modo fisico-chimico. Si formano interazioni elettrostatiche e idrofobiche tra la molecola dell'ormone e il recettore. Quando il recettore si lega all'ormone, si verificano cambiamenti conformazionali nella proteina del recettore e viene attivato il complesso della molecola segnale con la proteina del recettore. Nello stato attivo, può causare specifiche reazioni intracellulari in risposta al segnale ricevuto. Se la sintesi o la capacità delle proteine del recettore di legarsi alle molecole di segnalazione è compromessa, insorgono malattie: disturbi endocrini.

Esistono tre tipi di tali malattie.

Associato a sintesi insufficiente delle proteine del recettore.

Associato a un cambiamento nella struttura del recettore - difetti genetici.

Associato al blocco delle proteine del recettore da parte degli anticorpi.

Meccanismi di azione degli ormoni sulle cellule bersaglio.

A seconda della struttura dell'ormone, ci sono due tipi di interazione. Se la molecola dell'ormone è lipofila (ad esempio, ormoni steroidei), può penetrare nello strato lipidico della membrana esterna delle cellule bersaglio. Se la molecola è grande o polare, la sua penetrazione nella cellula è impossibile. Pertanto, per gli ormoni lipofili, i recettori si trovano all'interno delle cellule bersaglio, mentre per gli ormoni idrofili, i recettori si trovano nella membrana esterna.

Nel caso di molecole idrofile, un meccanismo di trasduzione del segnale intracellulare opera per ottenere una risposta cellulare a un segnale ormonale. Ciò accade con la partecipazione di sostanze, che sono chiamate secondi intermediari. Le molecole ormonali hanno forme molto diverse, ma i "secondi messaggeri" no.

L'affidabilità della trasmissione del segnale fornisce un'altissima affinità dell'ormone per la sua proteina recettore.

Quali sono i mediatori coinvolti nella trasmissione intracellulare dei segnali umorali?

Questi sono nucleotidi ciclici (cAMP e cGMP), inositolo trifosfato, proteina legante il calcio - calmodulina, ioni calcio, enzimi coinvolti nella sintesi di nucleotidi ciclici, nonché protein chinasi - enzimi di fosforilazione proteica. Tutte queste sostanze sono coinvolte nella regolazione dell'attività dei singoli sistemi enzimatici nelle cellule bersaglio.

Analizziamo più in dettaglio i meccanismi d'azione degli ormoni e dei mediatori intracellulari.

Esistono due modi principali per trasmettere un segnale alle cellule bersaglio da molecole di segnalazione con un meccanismo d'azione a membrana:

sistemi di adenilato ciclasi (o guanilato ciclasi);

meccanismo fosfoinositide.

sistema adenilato ciclasi.

Componenti principali: recettore proteico di membrana, proteina G, enzima adenilato ciclasi, guanosina trifosfato, protein chinasi.

Inoltre, l'ATP è necessario per il normale funzionamento del sistema dell'adenilato ciclasi.

La proteina del recettore, la proteina G, accanto alla quale si trovano il GTP e l'enzima (adenilato ciclasi), è incorporata nella membrana cellulare.

Fino al momento dell'azione ormonale, questi componenti sono in uno stato dissociato e, dopo la formazione del complesso della molecola segnale con la proteina recettrice, si verificano cambiamenti nella conformazione della proteina G. Di conseguenza, una delle subunità della proteina G acquisisce la capacità di legarsi al GTP.

Il complesso G-proteina-GTP attiva l'adenilato ciclasi. L'adenilato ciclasi inizia a convertire attivamente le molecole di ATP in cAMP.

cAMP ha la capacità di attivare enzimi speciali - protein chinasi, che catalizzano le reazioni di fosforilazione di varie proteine con la partecipazione di ATP. Allo stesso tempo, i residui di acido fosforico sono inclusi nella composizione delle molecole proteiche. Il risultato principale di questo processo di fosforilazione è un cambiamento nell'attività della proteina fosforilata. In diversi tipi di cellule, le proteine con diverse attività funzionali subiscono la fosforilazione come risultato dell'attivazione del sistema adenilato ciclasi. Ad esempio, questi possono essere enzimi, proteine nucleari, proteine di membrana. Come risultato della reazione di fosforilazione, le proteine possono diventare funzionalmente attive o inattive.

Tali processi porteranno a cambiamenti nella velocità dei processi biochimici nella cellula bersaglio.

L'attivazione del sistema dell'adenilato ciclasi dura un tempo molto breve, perché la proteina G, dopo essersi legata all'adenilato ciclasi, inizia a manifestare attività GTPasica. Dopo l'idrolisi del GTP, la proteina G ripristina la sua conformazione e cessa di attivare l'adenilato ciclasi. Di conseguenza, la reazione di formazione di cAMP si arresta.

Oltre ai partecipanti al sistema dell'adenilato ciclasi, alcune cellule bersaglio hanno proteine recettoriali associate alle proteine G, che portano all'inibizione dell'adenilato ciclasi. Allo stesso tempo, il complesso proteico GTP-G inibisce l'adenilato ciclasi.

Quando la formazione di cAMP si interrompe, le reazioni di fosforilazione nella cellula non si fermano immediatamente: finché le molecole di cAMP continuano ad esistere, il processo di attivazione della protein chinasi continuerà. Per fermare l'azione del cAMP, nelle cellule è presente un enzima speciale: la fosfodiesterasi, che catalizza la reazione di idrolisi del 3',5'-ciclo-AMP in AMP.

Alcune sostanze che hanno un effetto inibitorio sulla fosfodiesterasi (ad esempio, gli alcaloidi caffeina, teofillina) aiutano a mantenere e aumentare la concentrazione di ciclo-AMP nella cellula. Sotto l'influenza di queste sostanze nel corpo, la durata dell'attivazione del sistema adenilato ciclasi si allunga, cioè aumenta l'azione dell'ormone.

Oltre ai sistemi adenilato ciclasi o guanilato ciclasi, esiste anche un meccanismo per il trasferimento di informazioni all'interno della cellula bersaglio con la partecipazione di ioni calcio e inositolo trifosfato.

Inositolo trifosfatoè una sostanza che è un derivato di un complesso lipidico - inositolo fosfatide. Si forma a seguito dell'azione di uno speciale enzima - fosfolipasi "C", che viene attivato a seguito di cambiamenti conformazionali nel dominio intracellulare della proteina del recettore di membrana.

Questo enzima idrolizza il legame fosfoestere nella molecola fosfatidil-inositolo-4,5-bisfosfato, determinando la formazione di diacilglicerolo e inositolo trifosfato.

È noto che la formazione di diacilglicerolo e inositolo trifosfato porta ad un aumento della concentrazione di calcio ionizzato all'interno della cellula. Ciò porta all'attivazione di molte proteine calcio-dipendenti all'interno della cellula, inclusa l'attivazione di varie protein chinasi. E qui, come nel caso dell'attivazione del sistema adenilato ciclasi, una delle fasi di trasmissione del segnale all'interno della cellula è la fosforilazione proteica, che porta a una risposta fisiologica della cellula all'azione dell'ormone.

Una speciale proteina legante il calcio, la calmodulina, prende parte al lavoro del meccanismo di segnalazione del fosfoinositide nella cellula bersaglio. Si tratta di una proteina a basso peso molecolare (17 kDa), costituita per il 30% da amminoacidi a carica negativa (Glu, Asp) e quindi in grado di legare attivamente Ca+2. Una molecola di calmodulina ha 4 siti di legame del calcio. Dopo l'interazione con Ca + 2, si verificano cambiamenti conformazionali nella molecola della calmodulina e il complesso Ca + 2-calmodulina diventa in grado di regolare l'attività (inibire o attivare allostericamente) di molti enzimi: adenilato ciclasi, fosfodiesterasi, Ca + 2, Mg + 2 -ATPasi e varie protein chinasi.

In cellule diverse, quando il complesso Ca + 2-calmodulina è esposto a isoenzimi dello stesso enzima (ad esempio, adenilato ciclasi di tipi diversi), in alcuni casi si osserva l'attivazione e in altri si osserva l'inibizione della reazione di formazione del cAMP . Tali effetti diversi si verificano perché i centri allosterici degli isoenzimi possono includere diversi radicali amminoacidici e la loro risposta all'azione del complesso Ca + 2-calmodulina sarà diversa.

Pertanto, il ruolo dei "secondi messaggeri" per la trasmissione di segnali dagli ormoni nelle cellule bersaglio può essere:

nucleotidi ciclici (c-AMP e c-GMP);

complesso "Sa-calmodulina";

diacilglicerolo;

inositolo trifosfato.

I meccanismi di trasferimento delle informazioni dagli ormoni all'interno delle cellule bersaglio con l'aiuto dei suddetti mediatori hanno caratteristiche comuni:

una delle fasi della trasmissione del segnale è la fosforilazione delle proteine;

la cessazione dell'attivazione avviene a seguito di meccanismi speciali avviati dai partecipanti ai processi stessi - esistono meccanismi di feedback negativo.

Gli ormoni sono i principali regolatori umorali delle funzioni fisiologiche dell'organismo e le loro proprietà, processi biosintetici e meccanismi di azione sono ormai ben noti.

Le caratteristiche per cui gli ormoni differiscono da altre molecole di segnalazione sono le seguenti.

La sintesi degli ormoni avviene in cellule speciali del sistema endocrino. La sintesi degli ormoni è la funzione principale delle cellule endocrine.

Gli ormoni vengono secreti nel sangue, più spesso nel venoso, a volte nella linfa. Altre molecole di segnalazione possono raggiungere le cellule bersaglio senza essere secrete nei fluidi circolanti.

Effetto telecrino (o azione a distanza)- gli ormoni agiscono sulle cellule bersaglio a grande distanza dal sito di sintesi.

Gli ormoni sono sostanze altamente specifiche rispetto alle cellule bersaglio e hanno un'attività biologica molto elevata.

Il meccanismo d'azione degli ormoni tiroidei sulle cellule bersaglio

Gli ormoni T3 e T4 sono liposolubili che vengono trasportati attraverso la membrana nel citoplasma della cellula bersaglio (fase 1) e si legano ai recettori tiroidei nel nucleo (fase 2). Il complesso GR formato interagisce con il DNA (passaggio 3), stimola i processi di trascrizione - la formazione di mRNA (passaggio 4) e, di conseguenza, la sintesi di nuove proteine sui ribosomi (passaggio 5), che porta a un cambiamento nella funzione della cellula bersaglio (fase 6) (Fig. 6.13).

Il ruolo degli ormoni tiroidei nei processi di crescita, sviluppo mentale e metabolismo

Influenza degli ormoni sulla crescita. Gli ormoni tiroidei, in quanto sinergici dell'ormone della crescita e delle somatomedine (IGF-I), in concentrazioni fisiologiche stimolano la crescita e lo sviluppo dello scheletro potenziando la sintesi proteica nelle cellule bersaglio, compresi i condrociti e i muscoli scheletrici.

Gli ormoni contribuiscono anche all'ossificazione ossea, la chiusura delle zone di crescita epifisaria. Con la loro carenza, le zone di crescita non si chiudono per molto tempo e lo sviluppo osseo è in ritardo rispetto all'età cronologica.

Effetto degli ormoni sul SNC. Lo sviluppo del sistema nervoso centrale nei bambini dopo la nascita viene effettuato con la partecipazione obbligatoria

RISO. 6.13. Schema del meccanismo d'azione degli ormoni tiroidei e dei loro principali effetti sulle funzioni corporee. 1-6 - la sequenza della reazione dell'ormone con le strutture del nucleo e il sistema per la sintesi di nuove proteine

ty ormoni tiroidei. Contribuiscono alla mielinizzazione e alla ramificazione dei processi dei neuroni cerebrali, allo sviluppo delle funzioni mentali. La maggiore influenza si manifesta sulla corteccia cerebrale, sui gangli della base, sul ricciolo. In assenza di ormoni tiroidei nel periodo perinatale, si verifica un ritardo mentale - cretinismo. C'è un periodo di tempo molto breve dopo la nascita in cui la terapia ormonale sostitutiva può promuovere il normale sviluppo mentale. Pertanto, è importante rilevare la carenza di ormoni anche prima della nascita del bambino.

Negli adulti, le normali funzioni mentali, la memoria e il tasso di reazioni riflesse vengono mantenute con la partecipazione diretta e indiretta degli ormoni tiroidei, a causa di un aumento del numero di adrenorecettori nei neuroni del SNC.

Le persone che hanno un eccesso di ormoni tiroidei diventano irritabili, irrequiete, la velocità dei processi mentali è accelerata. Nelle persone con una mancanza di processi tiroidei, i processi mentali rallentano, la memoria si deteriora e la velocità delle reazioni riflesse diminuisce.

Influenza degli ormoni sul tasso metabolico. L'intensità del metabolismo a riposo sotto l'influenza degli ormoni aumenta, questo è particolarmente evidente in condizioni di eccesso di ormoni tiroidei. Un aumento dell'intensità del metabolismo si verifica in quasi tutte le cellule bersaglio, ad eccezione del cervello, dei testicoli, dei linfonodi, della milza, dell'adenoipofisi. L'assorbimento di ossigeno, la generazione di calore aumenta.

Un aumento dell'intensità del metabolismo sotto l'azione degli ormoni tiroidei può sostanzialmente avere il loro effetto sulla sintesi di una proteina enzimatica cellulare - ATP-asi sodio-potassio, situata nelle membrane cellulari. A sua volta, l'intenso lavoro delle pompe sodio-potassio aumenta l'intensità del metabolismo.

Influenza degli ormoni sul metabolismo dei carboidrati. Gli ormoni tiroidei a concentrazioni fisiologiche potenziano l'azione dell'insulina e promuovono la glicogenesi e l'utilizzo del glucosio.

Con un aumento della concentrazione di ormoni (durante lo stress o farmacologicamente), l'iperglicemia si sviluppa a causa del potenziamento glicogenolisi, causato dall'adrenalina. crescente gluconeogenesi, ossidazione e assorbimento del glucosio nell'intestino per trasporto attivo secondario.

Influenza degli ormoni sul metabolismo delle proteine. Gli ormoni tiroidei in concentrazioni fisiologiche hanno un effetto anabolico: stimolano la sintesi delle proteine, ma in alte concentrazioni provocano il loro catabolismo.

Influenza degli ormoni sul metabolismo dei grassi. Gli ormoni tiroidei stimolano tutti gli aspetti del metabolismo dei grassi: sintesi, mobilizzazione e utilizzo dei lipidi. Un aumento della loro concentrazione porta a lipolisi- una diminuzione della concentrazione di trigliceridi, fosfolipidi nel sangue e un aumento degli acidi grassi liberi e del glicerolo. Sotto l'influenza degli ormoni, il numero dei recettori delle lipoproteine a bassa densità (LDL) aumenta e il numero di colesterolo nel fegato diminuisce. Questo porta ad un aumento dell'escrezione colesterolo dal corpo, riducendone il livello nel sangue.

Il metabolismo delle vitamine liposolubili è anche sotto l'influenza degli ormoni tiroidei: sono necessari per la sintesi della vitamina A dal carotene e la sua conversione in retine.

L'effetto degli ormoni sul sistema nervoso autonomo è che aumenta il numero di recettori beta-adrenergici nelle cellule bersaglio, che vengono sintetizzati sotto l'influenza degli ormoni tiroidei, il che porta ad un aumento dell'effetto delle catecolamine nelle cellule effettrici.

Influenza degli ormoni sui sistemi viscerali. sistema circolatorio. La frequenza cardiaca è accelerata a causa di un aumento del numero di recettori β-adrenergici nel pacemaker e di un aumento dell'influenza delle catecolamine; forza di contrazione - aumenta a seguito di un aumento del pool di catene pesanti α-miosina nei cardiomiociti, che hanno un'elevata attività di ATPasi.

Sistema respiratorio. La ventilazione polmonare si approfondisce, che è una risposta adattativa a un aumento dell'assorbimento di ossigeno con un aumento del tasso metabolico.

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Meccanismi di azione degli ormoni sulle cellule bersaglio

A seconda della struttura dell'ormone, ci sono due tipi di interazione. Se la molecola dell'ormone è lipofila (ad esempio, ormoni steroidei), può penetrare nello strato lipidico della membrana esterna delle cellule bersaglio. Se la molecola è grande o polare, la sua penetrazione nella cellula è impossibile. Pertanto, per gli ormoni lipofili, i recettori si trovano all'interno delle cellule bersaglio e per gli ormoni idrofili, i recettori si trovano nella membrana esterna.

L'affidabilità della trasmissione del segnale fornisce un'altissima affinità dell'ormone per la sua proteina recettore.

Quali sono i mediatori coinvolti nella trasmissione intracellulare dei segnali umorali?

Analizziamo più in dettaglio i meccanismi d'azione degli ormoni e dei mediatori intracellulari.

Esistono due modi principali per trasmettere un segnale alle cellule bersaglio da molecole di segnalazione con un meccanismo d'azione a membrana:

sistemi di adenilato ciclasi (o guanilato ciclasi);

meccanismo fosfoinositide.

Prima di chiarire il ruolo del sistema delle ciclasi nel meccanismo d'azione degli ormoni, consideriamo la definizione di questo sistema. Il sistema ciclasi è un sistema costituito da adenosina ciclofosfato, adenilato ciclasi e fosfodiesterasi contenuto nella cellula, che regola la permeabilità delle membrane cellulari, è coinvolto nella regolazione di molti processi metabolici di una cellula vivente e media l'azione di alcuni ormoni. Cioè, il ruolo del sistema delle ciclasi è che sono i secondi mediatori nel meccanismo d'azione degli ormoni.

Sistema "adenilato ciclasi - cAMP". L'enzima di membrana adenilato ciclasi può essere in due forme: attivato e inattivato. L'adenilato ciclasi viene attivata sotto l'influenza di un complesso ormone-recettore, la cui formazione porta al legame del guanil nucleotide (GTP) a una specifica proteina stimolante regolatrice (proteina GS), dopodiché la proteina GS fa sì che il magnesio si leghi all'adenilato ciclasi e attivarla. Così agiscono gli ormoni glucagone, tireotropina, paratirina, vasopressina, gonadotropina, ecc., che attivano l'adenilato ciclasi, mentre alcuni ormoni sopprimono l'adenilato ciclasi (somatostatina, angiotensina-P, ecc.).

Sotto l'influenza dell'adenilato ciclasi, il cAMP viene sintetizzato dall'ATP, che provoca l'attivazione di protein chinasi nel citoplasma cellulare, che assicurano la fosforilazione di numerose proteine intracellulari. Questo cambia la permeabilità delle membrane, cioè provoca cambiamenti metabolici e, di conseguenza, funzionali tipici dell'ormone. Gli effetti intracellulari del cAMP si manifestano anche nell'influenza sui processi di proliferazione, differenziazione e sulla disponibilità delle proteine del recettore di membrana alle molecole ormonali.

Sistema guanilato ciclasi-cGMP. L'attivazione della guanilato ciclasi di membrana non avviene sotto l'influenza diretta del complesso ormone-recettore, ma indirettamente attraverso il calcio ionizzato e i sistemi ossidanti delle membrane. È così che l'ormone natriuretico atriale, un atriopeptide, un ormone tissutale della parete vascolare, realizza i suoi effetti. Nella maggior parte dei tessuti, gli effetti biochimici e fisiologici di cAMP e cGMP sono opposti. Esempi sono la stimolazione delle contrazioni cardiache sotto l'influenza del cAMP e la loro inibizione da parte del cGMP, la stimolazione delle contrazioni della muscolatura liscia intestinale da parte del cGMP e la soppressione del cAMP.

L'inositolo trifosfato è una sostanza che è un derivato di un complesso lipidico - inositolo fosfatide. Si forma a seguito dell'azione di uno speciale enzima - fosfolipasi "C", che viene attivato a seguito di cambiamenti conformazionali nel dominio intracellulare della proteina del recettore di membrana.

Questo enzima idrolizza il legame fosfoestere nella molecola fosfatidil-inositolo-4,5-bisfosfato, determinando la formazione di diacilglicerolo e inositolo trifosfato.

Una speciale proteina legante il calcio, la calmodulina, prende parte al lavoro del meccanismo di segnalazione del fosfoinositide nella cellula bersaglio. Si tratta di una proteina a basso peso molecolare (17 kDa), costituita per il 30% da amminoacidi a carica negativa (Glu, Asp) e quindi in grado di legare attivamente Ca+2. Una molecola di calmodulina ha 4 siti di legame del calcio. Dopo l'interazione con Ca + 2, si verificano cambiamenti conformazionali nella molecola della calmodulina e il complesso Ca + 2-calmodulina diventa in grado di regolare l'attività (inibire o attivare allostericamente) molti enzimi - adenilato ciclasi, fosfodiesterasi, Ca + 2, Mg + 2- ATPasi e varie protein chinasi.

Pertanto, il ruolo dei "secondi messaggeri" per la trasmissione di segnali dagli ormoni nelle cellule bersaglio può essere:

nucleotidi ciclici (c-AMP e c-GMP);

complesso "Sa-calmodulina";

diacilglicerolo;

inositolo trifosfato.

I meccanismi di trasferimento delle informazioni dagli ormoni all'interno delle cellule bersaglio con l'aiuto dei suddetti mediatori hanno caratteristiche comuni:

una delle fasi della trasmissione del segnale è la fosforilazione delle proteine;

la cessazione dell'attivazione avviene a seguito di meccanismi speciali avviati dai partecipanti ai processi stessi - esistono meccanismi di feedback negativo.

Gli ormoni sono i principali regolatori umorali delle funzioni fisiologiche dell'organismo e le loro proprietà, processi biosintetici e meccanismi di azione sono ormai ben noti. Gli ormoni sono sostanze altamente specifiche rispetto alle cellule bersaglio e hanno un'attività biologica molto elevata.

Il corpo umano esiste nel suo insieme grazie a un sistema di connessioni interne, che assicura il trasferimento di informazioni da una cellula all'altra nello stesso tessuto o tra tessuti diversi. Senza questo sistema è impossibile mantenere l'omeostasi. Nel trasferimento di informazioni tra le cellule negli organismi viventi pluricellulari, prendono parte tre sistemi: il SISTEMA NERVOSO CENTRALE (SNC), il SISTEMA ENDOCRINO (GHIANDOLE) e il SISTEMA IMMUNITARIO.

I metodi di trasferimento delle informazioni in tutti questi sistemi sono chimici. Gli intermediari nella trasmissione delle informazioni possono essere molecole SEGNALE.

Queste molecole segnale comprendono quattro gruppi di sostanze: SOSTANZE BIOLOGICAMENTE ATTIVE ENDOGENE (mediatori della risposta immunitaria, fattori di crescita, ecc.), NEUROMEDIATORI, ANTICORPI (immunoglobuline) e ORMONI.

B I O CHI I M I I G O R M O N O V

Gli ORMONI sono sostanze biologicamente attive che vengono sintetizzate in piccole quantità in cellule specializzate del sistema endocrino e vengono trasportate attraverso i fluidi circolanti (ad esempio il sangue) alle cellule bersaglio, dove esercitano il loro effetto regolatore.

Gli ormoni, come altre molecole di segnalazione, condividono alcune proprietà comuni.

PROPRIETÀ GENERALI DEGLI ORMONI.

1) vengono rilasciati dalle cellule che li producono nello spazio extracellulare;

2) non sono componenti strutturali delle celle e non sono utilizzate come fonte di energia.

3) sono in grado di interagire in modo specifico con le cellule che hanno recettori per questo ormone.

4) hanno un'altissima attività biologica - agiscono efficacemente sulle cellule a concentrazioni molto basse (circa 10 -6 - 10 -11 mol/l).

MECCANISMI D'AZIONE DEGLI ORMONI.

Gli ormoni influenzano le cellule bersaglio.

Le cellule bersaglio sono cellule che interagiscono specificamente con gli ormoni utilizzando speciali proteine recettoriali. Queste proteine del recettore si trovano sulla membrana esterna della cellula, o nel citoplasma, o sulla membrana nucleare e altri organelli della cellula.

MECCANISMI BIOCHIMICI DI TRASMISSIONE DEL SEGNALE DA UN ORMONE A UNA CELLULA BERSAGLIO.

Qualsiasi proteina recettore è costituita da almeno due domini (regioni) che forniscono due funzioni:

- "riconoscimento" dell'ormone;

Trasformazione e trasmissione del segnale ricevuto alla cella.

In che modo la proteina recettore riconosce la molecola ormonale con cui può interagire?

La maggior parte dei recettori non è ben compresa perché il loro isolamento e purificazione sono molto difficili e il contenuto di ogni tipo di recettore nelle cellule è molto basso. Ma è noto che gli ormoni interagiscono con i loro recettori in modo fisico-chimico. Si formano interazioni elettrostatiche e idrofobiche tra la molecola dell'ormone e il recettore. Quando il recettore si lega all'ormone, si verificano cambiamenti conformazionali nella proteina del recettore e viene attivato il complesso della molecola segnale con la proteina del recettore. Nello stato attivo, può causare specifiche reazioni intracellulari in risposta al segnale ricevuto. Se la sintesi o la capacità delle proteine del recettore di legarsi alle molecole di segnale è compromessa, insorgono malattie: disturbi endocrini. Esistono tre tipi di tali malattie:

1. Associato a sintesi insufficiente delle proteine del recettore.

2. Associato a cambiamenti nella struttura del recettore - difetti genetici.

3. Associato al blocco delle proteine del recettore da parte degli anticorpi.