Рецепторы гормонов. Количество и чувствительность рецепторов гормонов
а) Механизм действия гормонов. Рецепторы гормонов и их активация. Первым этапом действия гормона является его взаимодействие со специфическим рецептором клетки-мишени. Клетки, утратившие рецепторы, не способны к ответу. Рецепторы некоторых гормонов локализуются на поверхности клеточных мембран, рецепторы других — присутствуют в цитоплазме и ядре. Взаимодействие гормона и рецептора инициирует начало каскада ферментативных реакций, каждая стадия которого становится все более мощной, поэтому даже малая концентрация гормона способна давать существенный эффект.
Рецепторы гормонов являются крупными белками, и каждая восприимчивая к гормону клетка может иметь от 2000 до 100000 таких рецепторов. Рецепторы высокоспецифичны для конкретного гормона, что предопределяет тип гормона, который сможет оказать влияние на определенную ткань. Гормоном активирует только те ткани, которые располагают специфическим к нему рецептором.
Локализация различных типов рецепторов гормонов обычно следующая.
1. Внутри клеточной мембраны или на ее поверхности (рецепторы к гормонам белковой и полипептидной природы, катехоламинам).
2. В цитоплазме клетки (рецепторы к различным стероидным гормонам).
3. В клеточном ядре (рецепторы к гормонам щитовидной железы, которые предположительно связаны с одной или более хромосомами).
б) Количество и чувствительность рецепторов гормонов регулируются. Количество рецепторов клеток-мишеней обычно меняется изо дня в день и даже в течение нескольких минут. Белки-рецепторы часто инактивируются и разрушаются в процессе функционирования, а затем реактивируются и воссоздаются протеин-синтезирующими механизмами клеток. Например, увеличение концентрации гормона и связывание его с рецепторами может спровоцировать уменьшение количества активных рецепторов.
Регулируемое снижение активных рецепторов может быть результатом:
(1) инактивации части молекул рецептора;
(2) инактивации части внутриклеточных белковых информационных молекул;
(3) временной секвестрации рецептора внутри клетки, вне области взаимодействия с гормоном на мембране клетки;
(4) разрушения рецепторов лизосомами после их попадания в клетку;
(5) снижения формирования рецепторов.
В этом случае низкая рецепторная плотность приводит к снижению способности клетки реагировать на присутствие гормона в межклеточном веществе.
Некоторые гормоны способны повышать активность рецепторов и внутриклеточных информационных белков-переносчиков в клетках-мишенях. Это означает, что гормон либо индуцирует большее, чем обычно, образование рецепторов или сигнальных молекул в клетке с помощью протеин-синтезирующих систем, либо повышает способность рецептора к взаимодействию с гормоном. В этом случае ткани-мишени становятся более чувствительными к стимулирующему действию гормона.
в) Внутриклеточные сигналы гормон-рецепторного взаимодействия. Практически всегда ответ тканей-мишеней формируется при условии образования гормон-рецепторного комплекса. Это изменяет функцию самого рецептора, и активированный рецептор инициирует ответную реакцию клетки. Чтобы пояснить это, приведем несколько примеров различных видов такого взаимодействия.
г) Рецепторы, связанные с ионными каналами. Практически все нейромедиаторы, такие как ацетилхолин и норадреналин, взаимодействуют с рецепторами постсинаптической мембраны, что всегда является причиной изменения структуры рецептора, приводя к открытию или закрытию каналов для одного или более ионов. Одни из связанных с ионными каналами рецепторов открывают или закрывают натриевые или калиевые каналы, другие — кальциевые и т.д. Ионный ток через канал обусловливает последующий эффект в постсинаптических клетках.
Некоторые гормоны могут реализовать свои влияния, активируя ионные каналы рецепторов, однако большинство гормонов, открывающих и закрывающих ионные каналы, делают это не напрямую, а взаимодействуя с G-белок-или энзим-сопряженными рецепторами, как это обсуждается далее.
