Βασικοί μηχανισμοί δράσης των ορμονών. Μεμβρανικός-ενδοκυτταρικός μηχανισμός δράσης ορμονών

Υπάρχουν τρία πιθανές επιλογέςμηχανισμός δράσης των ορμονών.

Μεμβράνη, ή τοπικός, μηχανισμός- έγκειται στο γεγονός ότι η ορμόνη στη θέση σύνδεσης με κυτταρική μεμβράνηαλλάζει τη διαπερατότητά του σε μεταβολίτες, όπως γλυκόζη, αμινοξέα, ορισμένα ιόντα. Η πρόσληψη γλυκόζης, αμινοξέων, με τη σειρά της, επηρεάζει βιοχημικές διεργασίεςστο κύτταρο, και μια αλλαγή στην κατανομή των ιόντων και στις δύο πλευρές της μεμβράνης επηρεάζει το ηλεκτρικό δυναμικό και τη λειτουργία των κυττάρων. Ο τύπος μεμβράνης δράσης των ορμονών σπάνια βρίσκεται σε μεμονωμένη μορφή. Για παράδειγμα, η ινσουλίνη έχει και τις δύο μεμβράνη (αιτίες τοπικές αλλαγέςμεταφορά ιόντων, γλυκόζης και αμινοξέων) και μεμβρανικός-ενδοκυτταρικός τύπος δράσης.

Μεμβράνη-ενδοκυτταρικήο τύπος δράσης (ή έμμεση) είναι χαρακτηριστικός των ορμονών που δεν διεισδύουν στο κύτταρο και επομένως επηρεάζουν το μεταβολισμό μέσω ενός ενδοκυτταρικού χημικού αγγελιοφόρου, ο οποίος είναι ο εξουσιοδοτημένος εκπρόσωπος της ορμόνης μέσα στο κύτταρο. Η ορμόνη μέσω των υποδοχέων της μεμβράνης επηρεάζει τη λειτουργία των συστημάτων σηματοδότησης (συνήθως ενζύμων) που πυροδοτούν το σχηματισμό ή την είσοδο ενδοκυτταρικών μεσολαβητών. Και οι τελευταίες, με τη σειρά τους, επηρεάζουν τη δραστηριότητα και την ποσότητα διαφορετικά ένζυμακαι έτσι αλλάζει ο μεταβολισμός στο κύτταρο.

Κυτοσολικός μηχανισμόςΗ δράση είναι χαρακτηριστική των λιπόφιλων ορμονών που μπορούν να διεισδύσουν μέσω του λιπιδικού στρώματος της μεμβράνης στο κύτταρο, όπου εισέρχονται σε ένα σύμπλεγμα με κυτταροπλασματικούς υποδοχείς. Αυτό το σύμπλεγμα ρυθμίζει την ποσότητα των ενζύμων στο κύτταρο, επηρεάζοντας επιλεκτικά τη δραστηριότητα των γονιδίων του πυρηνικού χρωμοσώματος και ως εκ τούτου αλλάζει τον μεταβολισμό και τις λειτουργίες του κυττάρου. Αυτός ο τύπος δράσης της ορμόνης ονομάζεται άμεση, σε αντίθεση με τη μεμβράνη-ενδοκυτταρική, όταν η ορμόνη ρυθμίζει τον μεταβολισμό μόνο έμμεσα, μέσω ενδοκυτταρικών μεσολαβητών.

Θυρεοειδείς και παραθυρεοειδικές ορμόνες

ορμόνες θυρεοειδής αδένας

Θυροειδήςεκκρίνει δύο είδη ορμονών διάφορες επιρροέςγια τον μεταβολισμό. Η πρώτη ομάδα είναι οι ιωδοθυρονίνες: η θυροξίνη και η τριιωδοθυρονίνη. Αυτές οι ορμόνες ρυθμίζουν τον ενεργειακό μεταβολισμό και επηρεάζουν την κυτταρική διαίρεση και διαφοροποίηση, καθορίζοντας την ανάπτυξη του οργανισμού. Οι ιωδοθυρονίνες δρουν σε πολλούς ιστούς του σώματος, αλλά σε πλέονστους ιστούς του ήπατος, της καρδιάς, των νεφρών, σκελετικός μυςκαι, σε μικρότερο βαθμό, τους λιπώδεις και νευρικούς ιστούς.

Με υπερλειτουργία του θυρεοειδούς αδένα (υπερθυρεοειδισμός), υπάρχει υπερβολικός σχηματισμός ιωδοθυρονινών. χαρακτηριστικό στοιχείοΗ θυρεοτοξίκωση είναι μια επιταχυνόμενη διάσπαση υδατανθράκων και λιπών (κινητοποιούνται από αποθήκες λίπους). γρήγορη καύση λιπαρά οξέα, η γλυκερίνη και τα προϊόντα γλυκόλυσης απαιτούν μεγάλη κατανάλωση οξυγόνου. Τα μιτοχόνδρια αυξάνονται σε μέγεθος, διογκώνονται, αλλάζουν το σχήμα τους. Ως εκ τούτου, μερικές φορές η θυρεοτοξίκωση ονομάζεται «μιτοχονδριακή νόσος». Εξωτερικά, ο υπερθυρεοειδισμός εκδηλώνεται με τη μορφή τα ακόλουθα συμπτώματα: αύξηση του βασικού μεταβολισμού, αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος (αυξημένη παραγωγή θερμότητας), απώλεια βάρους, σοβαρή ταχυκαρδία, αυξημένη νευρική διεγερσιμότητα, διόγκωση των ματιών, κ.λπ. Αυτές οι διαταραχές αφαιρούνται είτε με χειρουργική αφαίρεση τμήματος του θυρεοειδούς αδένα ή με τη βοήθεια φαρμάκων που καταστέλλουν τη δραστηριότητά του.

Με υπολειτουργία (υποθυρεοειδισμός) του θυρεοειδούς αδένα, υπάρχει έλλειψη ιωδοθυρονινών. Υποθυρεοειδισμός σε πρώιμο στάδιο Παιδική ηλικίαονομάζεται κρετινισμός ή μυξοίδημα στα παιδιά και στους ενήλικες είναι απλώς μυξοίδημα. Ο κρετινισμός χαρακτηρίζεται από έντονη σωματική και νοητική υστέρηση. Αυτό οφείλεται στη μείωση της δράσης των ιωδοθυρονινών στην κυτταρική διαίρεση και διαφοροποίηση, η οποία οδηγεί σε αργή και μη φυσιολογική ανάπτυξη. οστικό ιστό, εξασθενημένη διαφοροποίηση νευρώνων. Στους ενήλικες, το μυξοίδημα εκδηλώνεται με μείωση του βασικού μεταβολισμού και της θερμοκρασίας του σώματος, εξασθένηση της μνήμης, μειωμένη δέρμα(ξηρότητα, ξεφλούδισμα) κλπ. Στους ιστούς του σώματος μειώνεται ο μεταβολισμός των υδατανθράκων και των λιπών και όλες οι ενεργειακές διεργασίες. Ο υποθυρεοειδισμός εξαλείφεται με θεραπεία με ιωδοθυρονίνες.

Η δεύτερη ομάδα περιλαμβάνει την καλσιοτονίνη (μια πρωτεΐνη με μοριακό βάρος 30.000), ρυθμίζει μεταβολισμό φωσφόρου-ασβεστίου, η λειτουργία του αναλύεται παρακάτω.

Μηχανισμοί δράσης ορμονών.

Σημειώστε ότι ο μηχανισμός δράσης των ορμονών εξαρτάται από αυτόν χημική φύσηκαι ιδιότητες - διαλυτότητα σε νερό ή λίπη. Σύμφωνα με τον μηχανισμό δράσης, οι ορμόνες μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: άμεση και μακρινή δράση.

1. Ορμόνες άμεση δράση. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει λιπόφιλες (λιποδιαλυτές) ορμόνες - στεροειδή και ιωδοθυρονίνες. Αυτές οι ουσίες είναι ελάχιστα διαλυτές στο νερό και επομένως σχηματίζουν σύνθετες ενώσεις με τις πρωτεΐνες του πλάσματος στο αίμα. Αυτές οι πρωτεΐνες περιλαμβάνουν τόσο ειδικές πρωτεΐνες μεταφοράς (για παράδειγμα, τρανκορτίνη, που δεσμεύει τις ορμόνες του φλοιού των επινεφριδίων), όσο και μη ειδικές (λευκωματίνες).

Οι ορμόνες άμεσης δράσης, λόγω της λιποφιλικότητας τους, είναι σε θέση να διαχέονται μέσω της διπλής λιπιδικής στιβάδας των κυτταρικών μεμβρανών-στόχων. Οι υποδοχείς για αυτές τις ορμόνες βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Το προκύπτον σύμπλεγμα της ορμόνης με τον υποδοχέα μετακινείται στον πυρήνα του κυττάρου, όπου συνδέεται με τη χρωματίνη και δρα στο DNA. Ως αποτέλεσμα, ο ρυθμός σύνθεσης RNA στο εκμαγείο DNA (μεταγραφή) και ο ρυθμός σχηματισμού ειδικών ενζυματικών πρωτεϊνών στο εκμαγείο RNA (μετάφραση) αλλάζουν. Αυτό οδηγεί σε αλλαγή της ποσότητας των ενζυματικών πρωτεϊνών στα κύτταρα-στόχους και αλλαγή στην κατεύθυνσή τους χημικές αντιδράσεις(Βλ. Εικόνα 2).

Εικόνα 2. Μηχανισμός επιρροής στο κύτταρο ορμονών άμεσης δράσης.

Όπως ήδη γνωρίζετε, η ρύθμιση της πρωτεϊνοσύνθεσης μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας τους μηχανισμούς επαγωγής και καταστολής.

Η επαγωγή της πρωτεϊνικής σύνθεσης συμβαίνει ως αποτέλεσμα της διέγερσης της σύνθεσης του αντίστοιχου αγγελιοφόρου RNA. Ταυτόχρονα, η συγκέντρωση μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης-ενζύμου στο κύτταρο αυξάνεται και ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων που καταλύονται από αυτό αυξάνεται.

Η καταστολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης συμβαίνει με την καταστολή της σύνθεσης του αντίστοιχου αγγελιοφόρου RNA. Ως αποτέλεσμα της καταστολής, η συγκέντρωση μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης-ενζύμου στο κύτταρο μειώνεται επιλεκτικά και ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων που καταλύονται από αυτό μειώνεται. Λάβετε υπόψη ότι η ίδια ορμόνη μπορεί να προκαλέσει τη σύνθεση ορισμένων πρωτεϊνών και να καταστείλει τη σύνθεση άλλων πρωτεϊνών. Η επίδραση των ορμονών άμεσης δράσης εμφανίζεται συνήθως μόνο μετά από 2 - 3 ώρες μετά τη διείσδυση στο κύτταρο.

2. Απόμακρες ορμόνες. Οι απομακρυσμένες ορμόνες περιλαμβάνουν υδρόφιλες (υδατοδιαλυτές) ορμόνες - κατεχολαμίνες και ορμόνες πρωτεϊνικής-πεπτιδικής φύσης. Δεδομένου ότι αυτές οι ουσίες είναι αδιάλυτες στα λιπίδια, δεν μπορούν να διεισδύσουν στις κυτταρικές μεμβράνες. Οι υποδοχείς για αυτές τις ορμόνες βρίσκονται επάνω εξωτερική επιφάνεια μεμβράνη πλάσματοςκύτταρα-στόχοι. Οι ορμόνες μεγάλης εμβέλειας συνειδητοποιούν την επίδρασή τους στο κύτταρο με τη βοήθεια ενός δεύτερου αγγελιοφόρου, ο οποίος τις περισσότερες φορές δρα ως κυκλικό AMP (cAMP).

Το κυκλικό AMP συντίθεται από το ATP από την αδενυλική κυκλάση:

Ο μηχανισμός της μακρινής δράσης των ορμονών φαίνεται στο Σχήμα 3.

Εικόνα 3. Μηχανισμός επιρροής στο κύτταρο ορμονών μεγάλης εμβέλειας.

Η αλληλεπίδραση της ορμόνης με τον συγκεκριμένο υποδοχέα της οδηγεί στην ενεργοποίηση της G-πρωτεΐνης της κυτταρικής μεμβράνης. Η πρωτεΐνη G δεσμεύει το GTP και ενεργοποιεί την αδενυλική κυκλάση.

Η ενεργή αδενυλική κυκλάση μετατρέπει το ATP σε cAMP, το cAMP ενεργοποιεί την πρωτεϊνική κινάση.

Μια ανενεργή κινάση πρωτεΐνης είναι ένα τετραμερές που αποτελείται από δύο ρυθμιστικές (R) και δύο καταλυτικές (C) υπομονάδες. Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με το cAMP, το τετραμερές διασπάται και το ενεργό κέντρο του ενζύμου απελευθερώνεται.

Η πρωτεϊνική κινάση φωσφορυλιώνει τις ενζυμικές πρωτεΐνες εις βάρος του ATP, είτε ενεργοποιώντας τις είτε απενεργοποιώντας τις. Ως αποτέλεσμα αυτού, ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων στα κύτταρα στόχους αλλάζει (σε ​​ορισμένες περιπτώσεις αυξάνεται, σε άλλες μειώνεται).

Η απενεργοποίηση του cAMP συμβαίνει με τη συμμετοχή του ενζύμου φωσφοδιεστεράση.

Ορμόνες που εκκρίνονται από τους αδένες εσωτερική έκκριση, συνδέονται με τις πρωτεΐνες μεταφοράς του πλάσματος ή, σε ορισμένες περιπτώσεις, απορροφώνται στα κύτταρα του αίματος και μεταφέρονται σε όργανα και ιστούς, επηρεάζοντας τη λειτουργία και το μεταβολισμό τους. Ορισμένα όργανα και ιστοί είναι πολύ υψηλή ευαισθησίαορμόνες, γι' αυτό ονομάζονται όργανα-στόχουςή ιστούς -στόχους.Οι ορμόνες επηρεάζουν κυριολεκτικά όλες τις πτυχές του μεταβολισμού, τις λειτουργίες και τις δομές του σώματος.

Σύμφωνα με σύγχρονες ιδέες, η δράση των ορμονών βασίζεται στη διέγερση ή την αναστολή της καταλυτικής λειτουργίας ορισμένων ενζύμων. Αυτό το αποτέλεσμα επιτυγχάνεται με την ενεργοποίηση ή την αναστολή των ήδη υπαρχόντων ενζύμων στα κύτταρα επιταχύνοντας τη σύνθεσή τους με την ενεργοποίηση γονιδίων. Οι ορμόνες μπορούν να αυξήσουν ή να μειώσουν τη διαπερατότητα των κυτταρικών και υποκυτταρικών μεμβρανών σε ένζυμα και άλλα βιολογικά δραστικές ουσίες, διευκολύνοντας ή αναστέλλοντας έτσι τη δράση του ενζύμου. ορμόνη οργανικός οργανισμός σίδηρος

Μηχανισμός μεμβράνης . Η ορμόνη συνδέεται με την κυτταρική μεμβράνη και στο σημείο της δέσμευσης αλλάζει τη διαπερατότητά της στη γλυκόζη, τα αμινοξέα και ορισμένα ιόντα. Σε αυτή την περίπτωση, η ορμόνη δρα ως τελεστής Οχημαμεμβράνες. Η ινσουλίνη το κάνει αυτό μεταβάλλοντας τη μεταφορά γλυκόζης. Αλλά αυτός ο τύπος μεταφοράς ορμονών σπάνια συμβαίνει μεμονωμένα. Η ινσουλίνη, για παράδειγμα, έχει τόσο μεμβράνη όσο και μεμβράνη-ενδοκυτταρικό μηχανισμό δράσης.

Μεμβράνη-ενδοκυτταρικός μηχανισμός . Σύμφωνα με τον μεμβράνη-ενδοκυτταρικό τύπο, οι ορμόνες δρουν που δεν διεισδύουν στο κύτταρο και επομένως επηρεάζουν τον μεταβολισμό μέσω ενός ενδοκυτταρικού χημικού μεσολαβητή. Αυτές περιλαμβάνουν πρωτεϊνικές-πεπτιδικές ορμόνες (ορμόνες του υποθαλάμου, της υπόφυσης, του παγκρέατος και παραθυρεοειδείς αδένες, θυρεοκαλσιτονίνη του θυρεοειδούς αδένα). παράγωγα αμινοξέων (ορμόνες του μυελού των επινεφριδίων - αδρεναλίνη και νορεπινεφρίνη, θυρεοειδής αδένας - θυροξίνη, τριιωδοθυρονίνη).

Ενδοκυτταρικός (κυτοσολικός) μηχανισμός δράσης . Είναι χαρακτηριστικό των στεροειδών ορμονών (κορτικοστεροειδή, ορμόνες φύλου - ανδρογόνα, οιστρογόνα και γεσταγόνα). Οι στεροειδείς ορμόνες αλληλεπιδρούν με υποδοχείς που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Το σύμπλοκο ορμόνης-υποδοχέα που προκύπτει μεταφέρεται στον πυρήνα και δρα απευθείας στο γονιδίωμα, διεγείροντας ή αναστέλλοντας τη δραστηριότητά του, δηλ. δρα στη σύνθεση του DNA αλλάζοντας τον ρυθμό μεταγραφής και την ποσότητα του πληροφοριακού (μήτρας) RNA (mRNA). Μια αύξηση ή μείωση της ποσότητας του mRNA επηρεάζει την πρωτεϊνική σύνθεση κατά τη μετάφραση, γεγονός που οδηγεί σε αλλαγή λειτουργική δραστηριότητακύτταρα.

Η δράση των ορμονών βασίζεται στη διέγερση ή την αναστολή της καταλυτικής λειτουργίας ορισμένων ενζύμων στα κύτταρα των οργάνων-στόχων. Αυτή η δράση μπορεί να επιτευχθεί με την ενεργοποίηση ή την αναστολή των υπαρχόντων ενζύμων. Και σημαντικός ρόλοςανήκει κυκλική μονοφωσφορική αδενοσίνη(cAMP) που είναι εδώ δευτερεύων ενδιάμεσος(ρόλος του πρωτοβάθμιου

ο μεσολαβητής εκτελείται από την ίδια την ορμόνη). Είναι επίσης δυνατό να αυξηθεί η συγκέντρωση των ενζύμων επιταχύνοντας τη βιοσύνθεσή τους με την ενεργοποίηση γονιδίων.

Μηχανισμός δράσης πεπτιδικών και στεροειδών ορμονών διαφορετικός. Αμίνες και πεπτιδικές ορμόνεςδεν διεισδύουν στο κύτταρο, αλλά ενώνονται στην επιφάνειά του με συγκεκριμένους υποδοχείς της κυτταρικής μεμβράνης. Υποδοχέας δεσμευμένος σε ένα ένζυμο αδενυλική κυκλάση.Το σύμπλεγμα της ορμόνης με τον υποδοχέα ενεργοποιεί την αδενυλική κυκλάση, η οποία διασπά το ATP για να σχηματίσει cAMP. Η δράση του cAMP πραγματοποιείται μέσω μιας σύνθετης αλυσίδας αντιδράσεων που οδηγεί στην ενεργοποίηση ορισμένων ενζύμων με τη φωσφορυλίωση τους και πραγματοποιούν την τελική επίδραση της ορμόνης (Εικ. 2.3).

Ρύζι. 2.4 Μηχανισμός δράσης στεροειδείς ορμόνες ΕΓΩ- η ορμόνη εισέρχεται στο κύτταρο και συνδέεται με έναν υποδοχέα στο κυτταρόπλασμα. II - ο υποδοχέας μεταφέρει την ορμόνη στον πυρήνα. III - η ορμόνη αλληλεπιδρά αναστρέψιμα με το DNA των χρωμοσωμάτων. IV - η ορμόνη ενεργοποιεί το γονίδιο στο οποίο σχηματίζεται μήτρα (πληροφορίες) RNA (mRNA). Το V-mRNA φεύγει από τον πυρήνα και ξεκινά τη σύνθεση μιας πρωτεΐνης (συνήθως ενός ενζύμου) στα ριβοσώματα. το ένζυμο πραγματοποιεί το τελικό ορμονικό αποτέλεσμα. 1 - κυτταρική μεμβράνη, 2 - ορμόνη, 3 - υποδοχέας, 4 - πυρηνική μεμβράνη, 5 - DNA, 6 - mRNA, 7 - ριβόσωμα, 8 - σύνθεση πρωτεϊνών (ενζύμων).

στεροειδείς ορμόνες, καθώς Τζκαι Τ 4(θυροξίνη και τριιωδοθυρονίνη) είναι λιποδιαλυτά, επομένως διεισδύουν στην κυτταρική μεμβράνη. Η ορμόνη συνδέεται με έναν υποδοχέα στο κυτταρόπλασμα. Το σύμπλοκο ορμόνης-υποδοχέα που προκύπτει μεταφέρεται στον πυρήνα του κυττάρου, όπου εισέρχεται σε μια αναστρέψιμη αλληλεπίδραση με το DNA και προκαλεί τη σύνθεση μιας πρωτεΐνης (ενζύμου) ή πολλών πρωτεϊνών. Ενεργοποιώντας συγκεκριμένα γονίδια σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του DNA ενός από τα χρωμοσώματα, συντίθεται μήτρα (πληροφορίες) RNA (mRNA), το οποίο περνά από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα, προσκολλάται στα ριβοσώματα και επάγει εδώ τη σύνθεση πρωτεϊνών (Εικ. 2.4 ).

Σε αντίθεση με τα πεπτίδια που ενεργοποιούν ένζυμα, οι στεροειδείς ορμόνες προκαλούν τη σύνθεση νέων ενζυμικών μορίων. Από αυτή την άποψη, οι επιδράσεις των στεροειδών ορμονών εμφανίζονται πολύ πιο αργά από τη δράση των πεπτιδικών ορμονών, αλλά συνήθως διαρκούν περισσότερο.

2.2.5. Ταξινόμηση ορμονών

Με βάση λειτουργικά κριτήρια, υπάρχουν τρεις ομάδες ορμονών: 1) ορμόνες που επηρεάζουν άμεσα το όργανο-στόχο. αυτές οι ορμόνες ονομάζονται τελεστής 2) ορμόνες, η κύρια λειτουργία των οποίων είναι η ρύθμιση της σύνθεσης και της απελευθέρωσης των τελεστικών ορμονών.

αυτές οι ορμόνες ονομάζονται τροπικός 3) οι ορμόνες που παράγονται νευρικά κύτταρακαι ρύθμιση της σύνθεσης και της απελευθέρωσης των ορμονών της αδενοϋπόφυσης.Αυτές οι ορμόνες ονομάζονται ορμόνες απελευθέρωσης ή λιμπερίνες, εάν διεγείρουν αυτές τις διεργασίες, ή ανασταλτικές ορμόνες, στατίνες, εάν έχουν το αντίθετο αποτέλεσμα. Στενή σχέση μεταξύ του ΚΝΣ και ενδοκρινικό σύστημαπραγματοποιείται κυρίως με τη βοήθεια αυτών των ορμονών.

Σε ένα πολύπλοκο σύστημα ορμονική ρύθμισηοι οργανισμοί διακρίνονται λίγο πολύ μακριές αλυσίδεςκανονισμός λειτουργίας. Κύρια γραμμή αλληλεπιδράσεων: ΚΝΣ → υποθάλαμος → υπόφυση → περιφερικός ενδοκρινείς αδένες. Όλα τα στοιχεία αυτού του συστήματος συνδυάζονται ανατροφοδότηση. Η λειτουργία μέρους των ενδοκρινών αδένων δεν υπόκειται στη ρυθμιστική επίδραση των ορμονών της αδενοϋπόφυσης (για παράδειγμα, παραθυρεοειδείς αδένες, πάγκρεας κ.λπ.).

Οι ορμόνες που εκκρίνονται από τους ενδοκρινείς αδένες συνδέονται με τις πρωτεΐνες μεταφοράς του πλάσματος ή, σε ορισμένες περιπτώσεις, απορροφώνται στα κύτταρα του αίματος και μεταφέρονται σε όργανα και ιστούς, επηρεάζοντας τη λειτουργία και το μεταβολισμό τους. Ορισμένα όργανα και ιστοί είναι πολύ ευαίσθητα στις ορμόνες, γι' αυτό ονομάζονται όργανα-στόχουςή ιστούς–στόχους.Οι ορμόνες επηρεάζουν κυριολεκτικά όλες τις πτυχές του μεταβολισμού, τις λειτουργίες και τις δομές του σώματος.

Σύμφωνα με τις σύγχρονες αντιλήψεις, η δράση των ορμονών βασίζεται στη διέγερση ή την αναστολή της καταλυτικής λειτουργίας ορισμένων ενζύμων. Αυτό το αποτέλεσμα επιτυγχάνεται με την ενεργοποίηση ή την αναστολή των ήδη υπαρχόντων ενζύμων στα κύτταρα επιταχύνοντας τη σύνθεσή τους με την ενεργοποίηση γονιδίων. Οι ορμόνες μπορούν να αυξήσουν ή να μειώσουν τη διαπερατότητα των κυτταρικών και υποκυτταρικών μεμβρανών για ένζυμα και άλλες βιολογικά δραστικές ουσίες, διευκολύνοντας ή αναστέλλοντας έτσι τη δράση του ενζύμου.

Υπάρχουν οι ακόλουθοι τύποι του μηχανισμού δράσης των ορμονών: μεμβράνης, μεμβράνης-ενδοκυτταρικός και ενδοκυτταρικός (κυτταροσωλής).

Μηχανισμός μεμβράνης . Η ορμόνη συνδέεται με την κυτταρική μεμβράνη και στο σημείο της δέσμευσης αλλάζει τη διαπερατότητά της στη γλυκόζη, τα αμινοξέα και ορισμένα ιόντα. Σε αυτή την περίπτωση, η ορμόνη δρα ως τελεστής των μεμβρανικών φορέων. Η ινσουλίνη το κάνει αυτό μεταβάλλοντας τη μεταφορά γλυκόζης. Αλλά αυτός ο τύπος μεταφοράς ορμονών σπάνια συμβαίνει μεμονωμένα. Η ινσουλίνη, για παράδειγμα, έχει τόσο μεμβράνη όσο και μεμβράνη-ενδοκυτταρικό μηχανισμό δράσης.

Μεμβράνη-ενδοκυτταρικός μηχανισμός . Σύμφωνα με τον μεμβράνη-ενδοκυτταρικό τύπο, οι ορμόνες δρουν που δεν διεισδύουν στο κύτταρο και επομένως επηρεάζουν τον μεταβολισμό μέσω ενός ενδοκυτταρικού χημικού μεσολαβητή. Αυτές περιλαμβάνουν πρωτεϊνοπεπτιδικές ορμόνες (ορμόνες του υποθαλάμου, της υπόφυσης, του παγκρέατος και των παραθυρεοειδών αδένων, θυρεοκαλσιτονίνη του θυρεοειδούς αδένα). παράγωγα αμινοξέων (ορμόνες του μυελού των επινεφριδίων - αδρεναλίνη και νορεπινεφρίνη, ορμόνες θυρεοειδούς - θυροξίνη, τριιωδοθυρονίνη).

Οι λειτουργίες των ενδοκυτταρικών χημικών αγγελιαφόρων ορμονών εκτελούνται από κυκλικά νουκλεοτίδια - κυκλικό 3 ׳ ,5׳ – μονοφωσφορική αδενοσίνη (cAMP) και κυκλική 3 ׳ ,5׳ – μονοφωσφορική γουανοσίνη (cGMP), ιόντα ασβεστίου.

Οι ορμόνες επηρεάζουν τον σχηματισμό κυκλικών νουκλεοτιδίων: cAMP - μέσω αδενυλικής κυκλάσης, cGMP - μέσω γουανυλικής κυκλάσης.

Η αδενυλική κυκλάση είναι ενσωματωμένη στην κυτταρική μεμβράνη και αποτελείται από 3 αλληλένδετα μέρη: υποδοχέας (R), που αντιπροσωπεύεται από ένα σύνολο υποδοχέων μεμβράνης που βρίσκονται έξω από τη μεμβράνη, συζευγμένος (Ν), που αντιπροσωπεύεται από μια ειδική Ν-πρωτεΐνη που βρίσκεται στο λιπιδικό στρώμα του η μεμβράνη και η καταλυτική (C), η οποία είναι μια ενζυμική πρωτεΐνη, δηλαδή, στην πραγματικότητα αδενυλική κυκλάση, η οποία μετατρέπει το ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη) σε cAMP.

Η αδενυλική κυκλάση λειτουργεί σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα. Μόλις η ορμόνη δεσμευτεί στον υποδοχέα (R) και σχηματιστεί ένα σύμπλεγμα ορμόνης-υποδοχέα, εμφανίζεται ο σχηματισμός του συμπλέγματος Ν-πρωτεΐνη-GTP (τριφωσφορική γουανοσίνη), το οποίο ενεργοποιεί το καταλυτικό (C) μέρος της αδενυλικής κεκλάσης. Η ενεργοποίηση της αδενυλικής κυκλάσης οδηγεί στο σχηματισμό cAMP μέσα στο κύτταρο στην εσωτερική επιφάνεια της μεμβράνης ATP.

Ακόμη και ένα μόριο της ορμόνης που συνδέεται με τον υποδοχέα προκαλεί τη δράση της αδενυλικής κυκλάσης. Σε αυτή την περίπτωση, 10-100 μόρια cAMP σχηματίζονται μέσα στο κύτταρο ανά μόριο της δεσμευμένης ορμόνης. Η αδενυλική κυκλάση παραμένει ενεργή όσο υπάρχει το σύμπλεγμα ορμόνης-υποδοχέα. Η γουανυλική κυκλάση λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο.

Στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου υπάρχουν ανενεργές πρωτεϊνικές κινάσες. Κυκλικά νουκλεοτίδια, cAMP και GMP, ενεργοποιούν πρωτεϊνικές κινάσες. Υπάρχουν πρωτεϊνικές κινάσες εξαρτώμενες από cAMP και cGMP που ενεργοποιούνται από το κυκλικό τους νουκλεοτίδιο. Ανάλογα με τον υποδοχέα της μεμβράνης που δεσμεύει μια συγκεκριμένη ορμόνη, ενεργοποιείται είτε η αδενυλική κεκλάση είτε η γουανυλική κεκλάση και σχηματίζεται είτε cAMP είτε cGMP, αντίστοιχα.

Οι περισσότερες ορμόνες δρουν μέσω του cAMP και μόνο η ωκυτοκίνη, η θυροκαλσιτονίνη, η ινσουλίνη και η αδρεναλίνη δρουν μέσω της cGMP.

Με τη βοήθεια ενεργοποιημένων πρωτεϊνικών κινασών, πραγματοποιούνται δύο τύποι ρύθμισης της ενζυμικής δραστηριότητας: ενεργοποίηση ήδη υπαρχόντων ενζύμων με ομοιοπολική τροποποίηση, δηλαδή με φωσφορυλίωση. αλλαγή στην ποσότητα της ενζυμικής πρωτεΐνης λόγω αλλαγής του ρυθμού βιοσύνθεσής της.

Η επίδραση των κυκλικών νουκλεοτιδίων στις βιοχημικές διεργασίες τερματίζεται υπό την επίδραση ενός ειδικού ενζύμου, της φωσφοδιεστεράσης, το οποίο καταστρέφει το cAMP και το cGMP. Ένα άλλο ένζυμο - η φωσφοπρωτεϊνική φωσφάση - καταστρέφει το αποτέλεσμα της δράσης της πρωτεϊνικής κινάσης, δηλαδή διασπά το φωσφορικό οξύ από τις ενζυμικές πρωτεΐνες, με αποτέλεσμα να γίνονται ανενεργές.

Υπάρχουν πολύ λίγα ιόντα ασβεστίου μέσα στο κύτταρο, αλλά υπάρχουν περισσότερα από αυτά έξω από το κύτταρο. Προέρχονται από το εξωκυτταρικό περιβάλλον μέσω διαύλων ασβεστίου στη μεμβράνη. Στο κύτταρο, το ασβέστιο αλληλεπιδρά με την πρωτεΐνη που δεσμεύει το ασβέστιο καλμοδουλίνη (CM). Αυτό το σύμπλεγμα αλλάζει τη δραστηριότητα των ενζύμων, γεγονός που οδηγεί σε αλλαγή στις φυσιολογικές λειτουργίες των κυττάρων. Μέσω ιόντων ασβεστίου δρουν οι ορμόνες ωκυτοκίνη, ινσουλίνη, προσταγλανδίνη F 2α. Έτσι, η ευαισθησία των ιστών και των οργάνων στις ορμόνες εξαρτάται από τους υποδοχείς της μεμβράνης και η ειδική ρυθμιστική τους δράση καθορίζεται από έναν ενδοκυτταρικό μεσολαβητή.

Ενδοκυτταρικός (κυτοσολικός) μηχανισμός δράσης . Είναι χαρακτηριστικό των στεροειδών ορμονών (κορτικοστεροειδή, ορμόνες φύλου - ανδρογόνα, οιστρογόνα και γεσταγόνα). Οι στεροειδείς ορμόνες αλληλεπιδρούν με υποδοχείς που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Το σύμπλοκο ορμόνης-υποδοχέα που προκύπτει μεταφέρεται στον πυρήνα και δρα απευθείας στο γονιδίωμα, διεγείροντας ή αναστέλλοντας τη δραστηριότητά του, δηλ. δρα στη σύνθεση του DNA αλλάζοντας τον ρυθμό μεταγραφής και την ποσότητα του πληροφοριακού (μήτρας) RNA (mRNA). Μια αύξηση ή μείωση της ποσότητας του mRNA επηρεάζει την πρωτεϊνική σύνθεση κατά τη μετάφραση, γεγονός που οδηγεί σε αλλαγή στη λειτουργική δραστηριότητα του κυττάρου.