БИОХИМИЯ - Л. Страйер - 1984

ТОМ 3

ЧАСТЬ V. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ

ГЛАВА 35. ДЕЙСТВИЕ ГОРМОНОВ

Заключение

Гормоны - это группа химически разнородных соединений, которые интегрируют активность различных клеток в многоклеточном организме. Решающую роль в действии многих гормонов (например, адреналина или глюкагона) играет сАМР, который служит вторым посредником внутри клетки-мишени. Гормоны, действие которых опосредовано сАМР, связываются со специфическими рецепторами на плазматической мембране клетки-мишени и активируют аденилатциклазу. Последняя представляет собой связанный с мембраной фермент, катализирующий синтез сАМР и АТР. Сопряжение между рецепторами гормонов и аденилатциклазой осуществляет белок, связывающий гуаниннуклеотиды (G-белок). Активация аденилатциклазы приводит к увеличению содержания сАМР в клетке. Образовавшийся сАМР активирует в свою очередь протеинкиназу, которая фосфорилирует один или несколько белков. Так, фосфорилирование гликоген-синтазы и киназы фосфорилазы в мышцах и печени ведет к ингибированию синтеза и активации распада гликогена. Этот каскад реакций многократно усиливает первоначальный гормональный стимул. сАМР появился на ранних этапах эволюции, первоначально как сигнал голодания. Холерный токсин катализирует ADP-рибозилирование G-белка, что приводит к стойкой активации аденилатциклазы в клетках кишечного эпителия. В результате при холере происходит массивный выход Na+ и воды в полость кишечника.

Инсулин активирует анаболические процессы (синтез гликогена, жирных кислот и белков) и тормозит катаболизм (в частности распад гликогена и жиров). Инсулин оказывает сильнейшее воздействие на процессы мембранного транспорта; в частности, он стимулирует вход глюкозы и аминокислот в клетки мышечной и жировой ткани. Биосинтетическими предшественниками активного гормона служат препроинсулин и проинсулин, состоящие из одной полипептидной цепи. Препроинсулин содержит сигнальную последовательность, которая отщепляется в просвете трубочек шероховатого эндоплазматического ретикулума. Далее из проинсулина образуется инсулин; это происходит путем протеолитического отщепления пептида, соединяющего Аи В-цепи будущего активного гормона. Указанное превращение прогормона в гормон протекает в аппарате Гольджи и в секреторных гранулах. Инсулин распознается специфическими рецепторами, локализованными в плазматической мембране клеток-мишеней. Недостаточность инсулина по сравнению с потребностью в нем клеток лежит в основе сахарного диабета. Это заболевание, возникающее в силу многих различных причин, характеризуется повышенным содержанием глюкозы в крови и моче. У небольшой части больных диабетом обнаружены такие явления, как нарушение превращения проинсулина в инсулин, изменение молекулярной структуры инсулина, а также дефект инсулиновых рецепторов клеточных мембран.

Эндорфины и энкефалины - это пептиды мозга, оказывающие такой же эффект, как опиаты, в частности морфин. β-Эндорфин образуется из про-опиокортина - прогормона, являющегося источником и других биологически активных пептидов: кортикотропина (АКТГф Р-липотропина и меланоцитстимулирующего гормонов (α и β-МСГ). Участки соединения между будущими гормонами в про-опиокортине, как и в проинсулине, содержат пары основных аминокислотных остатков. Небольшие по молекулярной массе белки служат также гормонами роста, что видно на примере фактора роста нервов или эпидермального фактора роста. Эти белки стимулируют деление и дифференцировку клеток-мишеней, Время проявления их действия - часы и дни. Аналогично и эффект стероидных гормонов (например, эстрадиола, прогестерона и кортизона) развертывается на протяжении нескольких часов или дней. Действие стероидов направлено главным образом на регуляцию выражения генов. Показано, что эстрадиол проникает в клетку-мишень и связывается со специфическим рецептором в цитозоле. К образовавшемуся комплексу присоединяется вторая субъединица белка, после чего весь комплекс попадает в ядро, где происходит его связывание со специфическими участками ДНК. Простагландины, которые синтезируются из полиеновых С₂₀-жирных кислот, модулируют действие различных гормонов, но сами не являются гормонами. Аспирин подавляет синтез простагландинов путем ковалентной модификации фермента, катализирующего включение атомов кислорода в ходе биосинтеза простагландинов.