हार्मोन की क्रिया का मुख्य तंत्र शरीर क्रिया विज्ञान है। हार्मोन की क्रिया के तंत्र

वहाँ तीन हैं संभावित विकल्पहार्मोन की क्रिया का तंत्र.

झिल्ली या स्थानीय तंत्र- इस तथ्य में निहित है कि कोशिका झिल्ली से जुड़ने के स्थान पर हार्मोन मेटाबोलाइट्स, उदाहरण के लिए, ग्लूकोज, अमीनो एसिड और कुछ आयनों के लिए अपनी पारगम्यता को बदल देता है। बदले में, ग्लूकोज और अमीनो एसिड की आपूर्ति प्रभावित होती है जैव रासायनिक प्रक्रियाएंकोशिका में, और झिल्ली के दोनों ओर आयनों के वितरण को बदलने से कोशिकाओं की विद्युत क्षमता और कार्य प्रभावित होता है। झिल्ली प्रकार की हार्मोन क्रिया विरले ही पृथक रूप में पाई जाती है। उदाहरण के लिए, इंसुलिन में एक झिल्ली (आयनों, ग्लूकोज और अमीनो एसिड के परिवहन में स्थानीय परिवर्तन का कारण बनता है) और एक झिल्ली-इंट्रासेल्युलर प्रकार की क्रिया होती है।

झिल्ली-इंट्रासेल्युलरक्रिया का प्रकार (या अप्रत्यक्ष) हार्मोन की विशेषता है जो कोशिका में प्रवेश नहीं करता है और इसलिए एक इंट्रासेल्युलर रासायनिक दूत के माध्यम से चयापचय को प्रभावित करता है, जो कोशिका के अंदर हार्मोन का अधिकृत प्रतिनिधि है। हार्मोन, झिल्ली रिसेप्टर्स के माध्यम से, सिग्नलिंग सिस्टम (आमतौर पर एंजाइम) के कार्य को प्रभावित करता है जो इंट्रासेल्युलर मध्यस्थों के गठन या प्रवेश को ट्रिगर करता है। और बाद वाला, बदले में, गतिविधि और मात्रा को प्रभावित करता है विभिन्न एंजाइमऔर इस प्रकार कोशिका में चयापचय बदल जाता है।

साइटोसोलिक तंत्रकार्रवाई लिपोफिलिक हार्मोन की विशेषता है जो कोशिका में झिल्ली की लिपिड परत के माध्यम से प्रवेश करने में सक्षम हैं, जहां वे साइटोसोलिक रिसेप्टर्स के साथ एक कॉम्प्लेक्स में प्रवेश करते हैं। यह कॉम्प्लेक्स कोशिका में एंजाइमों की संख्या को नियंत्रित करता है, परमाणु गुणसूत्र जीन की गतिविधि को चुनिंदा रूप से प्रभावित करता है, और इस तरह कोशिका के चयापचय और कार्यों को बदलता है। इस प्रकार की हार्मोन क्रिया को झिल्ली-इंट्रासेल्युलर क्रिया के विपरीत प्रत्यक्ष कहा जाता है, जब हार्मोन केवल अप्रत्यक्ष रूप से, इंट्रासेल्युलर मध्यस्थों के माध्यम से चयापचय को नियंत्रित करता है।

थायरॉयड और पैराथायराइड ग्रंथियों के हार्मोन

हार्मोन थाइरॉयड ग्रंथि

थायरॉयड ग्रंथि चयापचय पर अलग-अलग प्रभाव डालने वाले हार्मोन के दो समूहों का स्राव करती है। पहला समूह आयोडोथायरोनिन है: थायरोक्सिन और ट्राईआयोडोथायरोनिन। ये हार्मोन ऊर्जा चयापचय को नियंत्रित करते हैं और कोशिका विभाजन और विभेदन को प्रभावित करते हैं, जिससे शरीर का विकास निर्धारित होता है। आयोडोथायरोनिन शरीर के कई ऊतकों पर कार्य करता है, लेकिन सबसे अधिक यकृत, हृदय, गुर्दे के ऊतकों पर कार्य करता है। कंकाल की मांसपेशियांऔर कुछ हद तक वसा और तंत्रिका ऊतक पर।

थायरॉयड ग्रंथि (हाइपरथायरायडिज्म) के हाइपरफंक्शन के साथ, आयोडोथायरोनिन का अत्यधिक गठन देखा जाता है। एक विशिष्ट विशेषताथायरोटॉक्सिकोसिस कार्बोहाइड्रेट और वसा (वसा डिपो से एकत्रित) का त्वरित विघटन है। फैटी एसिड, ग्लिसरॉल और ग्लाइकोलाइसिस उत्पादों के तेजी से दहन के लिए ऑक्सीजन की बड़ी खपत की आवश्यकता होती है। माइटोकॉन्ड्रिया का आकार बढ़ जाता है, फूल जाता है और उनका आकार बदल जाता है। इसलिए, थायरोटॉक्सिकोसिस को कभी-कभी "माइटोकॉन्ड्रियल रोग" भी कहा जाता है। बाह्य रूप से, हाइपरथायरायडिज्म स्वयं को निम्नलिखित लक्षणों के रूप में प्रकट करता है: बेसल चयापचय में वृद्धि, शरीर के तापमान में वृद्धि (गर्मी उत्पादन में वृद्धि), वजन में कमी, गंभीर क्षिप्रहृदयता, तंत्रिका उत्तेजना में वृद्धि, आंखें उभरी हुई आदि। इन विकारों को सर्जिकल हटाने से राहत मिल सकती है थायरॉयड ग्रंथि के हिस्से का, या दवाओं की मदद से जो इसकी गतिविधि को दबा देती हैं।

थायरॉयड ग्रंथि के हाइपोफंक्शन (हाइपोथायरायडिज्म) के साथ आयोडोथायरोनिन की कमी होती है। प्रारंभिक अवस्था में हाइपोथायरायडिज्म बचपनबच्चों में क्रेटिनिज़्म या मायक्सेडेमा कहा जाता है, और वयस्कों में इसे केवल मायक्सेडेमा कहा जाता है। क्रेटिनिज़्म की विशेषता स्पष्ट शारीरिक और है मानसिक मंदता. इसे कोशिका विभाजन और विभेदन पर आयोडोथायरोनिन के प्रभाव में कमी से समझाया गया है, जिसमें धीमी और असामान्य वृद्धि शामिल है हड्डी का ऊतक, न्यूरॉन्स का बिगड़ा हुआ विभेदन। वयस्कों में, मायक्सेडेमा बेसल चयापचय और शरीर के तापमान में कमी, स्मृति में गिरावट, त्वचा विकार (सूखापन, झड़ना) आदि में प्रकट होता है। शरीर के ऊतकों में, कार्बोहाइड्रेट और वसा का चयापचय और सभी ऊर्जा प्रक्रियाएं कम हो जाती हैं। आयोडोथायरोनिन दवाओं से इलाज से हाइपोथायरायडिज्म खत्म हो जाता है।

दूसरे समूह में कैल्सियोटोनिन (30,000 के आणविक भार वाला एक प्रोटीन) शामिल है, यह फॉस्फोरस-कैल्शियम चयापचय को नियंत्रित करता है, इसकी क्रिया की चर्चा नीचे की गई है।

लक्ष्य कोशिकाओं में रिसेप्टर्स के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप, विशिष्ट हार्मोनल प्रभावों को तीन मुख्य तंत्रों द्वारा मध्यस्थ किया जा सकता है, अर्थात्:

1) झिल्ली प्रक्रियाओं पर सीधा प्रभाव;

2) इंट्रासेल्युलर "दूसरे दूत" की प्रणाली;

3) कोशिका केन्द्रक पर क्रिया।

हालाँकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि एक हार्मोन कई अलग-अलग तंत्रों के माध्यम से कार्य कर सकता है। कई हार्मोनों को अलग किया जा सकता है तेज़(चयापचय) और धीमा(विकास) प्रभाव. उदाहरण के लिए, इंसुलिन मांसपेशियों में कारण बनता है त्वरित परिवर्तनशर्करा और अमीनो एसिड के परिवहन और चयापचय में और प्रोटीन के संश्लेषण और चयापचय में दीर्घकालिक, धीमी गति से परिवर्तन।

तेज़ प्रभावों के लिए, तंत्र कोशिका झिल्ली के एंजाइमैटिक तंत्र की सक्रियता है; धीमे प्रभावों के लिए परमाणु जीनोम की सहभागिता की आवश्यकता होती है।

2.2.1. प्रत्यक्ष झिल्ली प्रभाव

हार्मोन कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली पर सीधा प्रभाव डाल सकते हैं:

ए) झिल्ली की पारगम्यता को आयनों या कुछ यौगिकों के परिवहन में बदलना (उदाहरण के लिए, झिल्ली के माध्यम से ग्लूकोज और अमीनो एसिड के परिवहन पर इंसुलिन का प्रभाव);

बी) झिल्ली की संरचना बदलें (उदाहरण के लिए, खुले छिद्र);

ग) वाहकों की गतिविधि को बदलना (उदाहरण के लिए, परिवहन किए गए पदार्थों के लिए उनकी संरचना और आत्मीयता को बदलकर);

घ) झिल्ली में विशिष्ट "छिद्र" या "चैनल" के निर्माण को उत्तेजित करना;

ई) विशिष्ट झिल्ली "पंप" को सक्रिय करें, उदाहरण के लिए, थायरॉयड कोशिकाओं में आयोडाइड पंप।

2.2.2. इंट्रासेल्युलर दूसरे दूतों का सक्रियण

प्लाज्मा झिल्ली पर स्थानीयकृत रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करने वाले हार्मोन का जैविक प्रभाव विशेष पदार्थों - माध्यमिक ट्रांसमीटरों या का उपयोग करके किया जाता है। दूत. वर्तमान में यह ज्ञात है कि कम से कम निम्नलिखित पदार्थ दूत की भूमिका निभा सकते हैं: चक्रीय एडेनोसिन-3′,5′-मोनोफॉस्फेट (सीएमपी) और चक्रीय ग्वानोसिन-3′,5′-मोनोफॉस्फेट (सीजीएमपी), इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट, डायसाइलग्लिसरॉल, कैल्शियम आयन, इकोसैनोइड और अज्ञात प्रकृति के कुछ अन्य कारक।

संदेशवाहक के रूप में सी-एएमपी का कार्य.

C-AMP एंजाइम के प्रभाव में कोशिका में बनता है ऐडीनाइलेट साइक्लेजएटीपी अणुओं से. इसलिए, हार्मोन का मुख्य प्रभाव एडिनाइलेट साइक्लेज़ की गतिविधि को बदलने पर केंद्रित होना चाहिए। एडिनाइलेट साइक्लेज़ में तीन घटक होते हैं: एक रिसेप्टर, एक नियामक प्रोटीन और एक उत्प्रेरक सबयूनिट, जो अस्थिर अवस्था में एक दूसरे से अलग होते हैं। रिसेप्टर पर स्थित है बाहरझिल्ली. नियामक इकाई को जी-प्रोटीन द्वारा दर्शाया जाता है और यह पर स्थित है भीतरी सतहप्लाज्मा झिल्ली। हार्मोन की अनुपस्थिति में, यह ग्वानोसिन डाइफॉस्फेट (जीडीपी) से बंध जाता है। जब एक हार्मोन रिसेप्टर भाग पर कार्य करता है, तो सबयूनिट गुआनोसाइट ट्राइफॉस्फेट से जुड़ जाता है और सक्रिय हो जाता है। हार्मोन की भूमिका जी-प्रोटीन-जीडीपी कॉम्प्लेक्स को जी-प्रोटीन-जीटीपी कॉम्प्लेक्स से प्रतिस्थापित करना है। परिणामस्वरूप, सी-एएमपी की सामग्री बढ़ जाती है। परिणामी सी-एएमपी प्रोटीन किनेसेस को सक्रिय करता है। प्रत्येक प्रोटीन काइनेज अणु में दो नियामक और दो उत्प्रेरक उपइकाइयाँ होती हैं। सीएएमपी प्रोटीन काइनेज सबयूनिट के पृथक्करण का कारण बनता है, मुक्त उत्प्रेरक सबयूनिट विशिष्ट प्रोटीन सब्सट्रेट्स को फॉस्फोराइलेट करने में सक्षम होते हैं, जिससे हार्मोन के इंट्रासेल्युलर प्रभाव का एहसास होता है। (तालिका 4)।

टेबल तीन

हार्मोन जिनका ऊतक पर प्रभाव सीएमपी द्वारा मध्यस्थ होता है

तो: हार्मोन + रिसेप्टर ® एडिनाइलेट साइक्लेज का सक्रियण ® प्रोटीन काइनेज का सक्रियण ® प्रोटीन फॉस्फोराइलेशन → हार्मोन का इंट्रासेल्युलर प्रभाव।

चक्रीय जीएमपी (सीजीएमपी)

CAMP का निर्माण झिल्ली उत्प्रेरक इकाई, ग्वानिल साइक्लेज़ के सक्रियण के कारण होता है। एडिनाइलेट साइक्लेज़ के विपरीत, गुआनाइल साइक्लेज़ एक रिसेप्टर और उत्प्रेरक इकाई के रूप में एक साथ कार्य करता है। हार्मोन के उदाहरण जो सीधे झिल्ली गुआनल साइक्लेज़ के साथ बातचीत करते हैं और सीजीएमपी के माध्यम से उनके प्रभावों में मध्यस्थता करते हैं, एट्रियल नैट्रियूरेटिक पेप्टाइड्स और नाइट्रिक ऑक्साइड हैं।

फ़ॉस्फ़ोइनोसाइटाइड्स

जब एक हार्मोन एक झिल्ली रिसेप्टर से जुड़ता है, तो झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स से बनने वाले दूसरे दूतों की एक प्रणाली सक्रिय हो सकती है। ऐसे मामलों में, रिसेप्टर जी-प्रोटीन के साथ एक कॉम्प्लेक्स में होता है और जब रिसेप्टर हार्मोन के साथ इंटरैक्ट करता है, तो झिल्ली एंजाइम (फॉस्फोलिपेज़ सी) सक्रिय हो जाता है। झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स, अर्थात् फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4,5-बाइफॉस्फेट (पीआईपी 2) पर कार्य करके, यह एंजाइम गठन की ओर ले जाता है इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट(यदि 3) और diacylglycerol(डीएजी) (चित्र 5)। ये यौगिक तब दूसरे दूत के रूप में कार्य करते हैं, जो इंट्रासेल्युलर कैल्शियम स्तर को प्रभावित करते हैं।

चावल। 5. एक हार्मोन द्वारा झिल्ली फॉस्फोलिपेज़ के सक्रियण का एक उदाहरण।

एक हार्मोन को उसके झिल्ली रिसेप्टर से बांधने से झिल्ली फॉस्फोलिपेज़ सी (पीएलएस) सक्रिय हो सकता है, जिसकी क्रिया के तहत फॉस्फैमडिलिनोसिटोल डिफॉस्फेट (पीआईपी 2) से इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट (आईपी 3) और डायसाइलग्लिसरॉल (डीएजी) बनते हैं। IP3 इंट्रासेल्युलर स्टोर्स से साइटोप्लाज्म में कैल्शियम आयनों की गति को बढ़ाता है, और DAG प्रोटीन काइनेज सी (पीकेसी) को सक्रिय करता है।

कैल्शियम, जो IF3 के प्रति संवेदनशील भंडार से जुटाया जाता है, अन्य (IF3 के प्रति असंवेदनशील) इंट्रासेल्युलर भंडार से इसकी रिहाई को उत्तेजित करता है, जिसके परिणामस्वरूप इस आयन की एक "लहर" तेजी से पूरे साइटोप्लाज्म में फैल जाती है। साइटोप्लाज्म में कैल्शियम के स्तर में वृद्धि का मतलब एक अन्य इंट्रासेल्युलर मध्यस्थ की उपस्थिति है, क्योंकि कैल्शियम आयन चयापचय प्रक्रियाओं पर कई प्रभाव डालते हैं।

आईपी ​​3 इनोसिटोल के विभिन्न अन्य फॉस्फोराइलेटेड रूपों का उत्पादन करता है, जिनमें से अधिकांश निष्क्रिय हैं, हालांकि कुछ आईपी 3 के इंट्रासेल्युलर प्रभाव को बढ़ा सकते हैं।

एफआईएफ 2 भी निर्मित करता है diacylglycerol(डीएजी), जो झिल्ली एंजाइम प्रोटीन काइनेज सी (पीकेसी) को सक्रिय करता है। यह एंजाइम इंट्रासेल्युलर प्रोटीन को फास्फोराइलेट करता है, जो तब विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं (साइटोप्लाज्म और न्यूक्लियस दोनों में) को प्रभावित कर सकता है, जिससे हार्मोनल प्रभाव प्रकट होते हैं। डीएजी द्वारा पीकेसी के सक्रियण से कैल्शियम पंप गतिविधि भी बढ़ सकती है कोशिका झिल्ली, जो साइटोप्लाज्म में कैल्शियम के प्रारंभिक स्तर की बहाली सुनिश्चित करता है।

संदेशवाहक कैल्शियम आयन हैं।

प्रोटीन किनेसेस के सक्रियण की प्रक्रिया कोशिका नियामक प्रोटीन - कैल्मोडुलिन के साथ कैल्शियम आयनों की परस्पर क्रिया से भी जुड़ी होती है। आमतौर पर, कैल्मोडुलिन निष्क्रिय अवस्था में होता है और इसलिए एंजाइमों पर अपना नियामक प्रभाव डालने में सक्षम नहीं होता है। कैल्शियम की उपस्थिति में, कैल्मोडुलिन सक्रिय होता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रोटीन किनेसेस सक्रिय होता है, जिसके बाद प्रोटीन का फॉस्फोराइलेशन होता है।

इस मामले में हार्मोन की भूमिका कैल्शियम आयनों के लिए कोशिका झिल्ली की पारगम्यता को बदलना या इंट्रासेल्युलर से मुक्त कैल्शियम आयनों को मुक्त करना है।

डिपो (चित्र 5)।

बढ़ा हुआ स्तरकैल्शियम पंप को उत्तेजित करके इंट्रासेल्युलर कैल्शियम को समाप्त कर दिया जाता है, जो मुक्त कैल्शियम को अंतरकोशिकीय द्रव में "पंप" करता है, जिससे कोशिका में इसका स्तर कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कैल्मोडुलिन निष्क्रिय हो जाता है और कोशिका में कार्यात्मक आराम की स्थिति बहाल हो जाती है।

तो: हार्मोन + रिसेप्टर® कोशिका में कैल्शियम के स्तर में वृद्धि® कैल्मोडुलिन की सक्रियता® प्रोटीन कीनेस की सक्रियता® नियामक प्रोटीन का फॉस्फोराइलेशन® शारीरिक प्रभाव।

अन्य दूत.

एराकिडोनिक एसिड हार्मोनल क्रिया का मध्यस्थ भी हो सकता है। रिसेप्टर के साथ हार्मोन की अंतःक्रिया झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स के विनाश को बढ़ावा देती है और एराकिडोनिक एसिड और प्रोस्टाग्लैंडीन के गठन को बढ़ाती है, जो हार्मोनल प्रभाव में मध्यस्थता करती है।

प्रोस्टाग्लैंडीन का संश्लेषण अस्थिर मध्यवर्ती उत्पादों - एंडोपरॉक्साइड्स के निर्माण से गुजरता है, जो अन्य जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों - थ्रोम्बोक्सेन के अग्रदूत के रूप में काम करते हैं। अन्य सक्रिय अणु, प्रोस्टेसाइक्लिन, भी एंडोपरॉक्साइड से बनते हैं।

एराकिडोनिक एसिड सक्रिय यौगिकों के एक अन्य समूह - ल्यूकोट्रिएन्स का भी अग्रदूत है, जो रक्त ल्यूकोसाइट्स में संश्लेषित होते हैं। प्रोस्टाग्लैंडीन और थ्रोम्बोक्सेन के विपरीत, जो मुख्य रूप से इंट्रासेल्युलर दूत के रूप में कार्य करते हैं, ल्यूकोट्रिएन और प्रोस्टेसाइक्लिन कोशिकाओं से रक्त में जारी होते हैं और इन्हें हार्मोन माना जा सकता है।

2.2.3. कोशिका केन्द्रक पर क्रिया

अधिकांश जीनों के लिए, हार्मोन द्वारा नियंत्रित, जो न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों की उपस्थिति की विशेषता है जो हार्मोन-बाध्यकारी तत्वों के रूप में कार्य करते हैं। हार्मोन को लक्ष्य डीएनए से बांधने के परिणामस्वरूप, प्रतिलेखन प्रक्रिया बदल जाती है और अंततः, वांछित प्रोटीन अणु संश्लेषित होता है। ट्रांसक्रिप्शनल दमन भी हो सकता है.

प्रोटीन संश्लेषण प्रक्रिया में दो चरण होते हैं जो हार्मोन से प्रभावित हो सकते हैं:

डीएनए से आरएनए में कोड का प्रतिलेखन;

राइबोसोम पर प्रोटीन संश्लेषण के दौरान एमआरएनए कोड का अनुवाद।

थायराइड और स्टेरॉयड हार्मोन कोर्टिसोल और एस्ट्रोजेन प्रतिलेखन चरण में प्रोटीन संश्लेषण को उत्तेजित करते हैं। अन्य हार्मोन जो कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण को उत्तेजित करते हैं, अनुवाद चरण में प्रोटीन संश्लेषण को प्रभावित करते हैं।

4 मुख्य चयापचय विनियमन प्रणालियाँ: केंद्रीय तंत्रिका तंत्र(तंत्रिका आवेगों और न्यूरोट्रांसमीटर के माध्यम से संकेत संचरण के कारण); अंतःस्रावी तंत्र (हार्मोन की मदद से जो ग्रंथियों में संश्लेषित होते हैं और लक्ष्य कोशिकाओं तक पहुंचाए जाते हैं (चित्र ए में); पैराक्राइन और ऑटोक्राइन सिस्टम (कोशिकाओं से अंतरकोशिकीय अंतरिक्ष में स्रावित सिग्नलिंग अणुओं की भागीदारी के साथ - इकोसैनोइड्स, हिस्टामाइन, गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल) हार्मोन, साइटोकिन्स) (चित्र बी और सी में); रोग प्रतिरोधक तंत्र(विशिष्ट प्रोटीन के माध्यम से - एंटीबॉडी, टी-रिसेप्टर्स, हिस्टोकम्पैटिबिलिटी कॉम्प्लेक्स प्रोटीन।) विनियमन के सभी स्तर एकीकृत होते हैं और एक पूरे के रूप में कार्य करते हैं।

अंतःस्रावी तंत्र हार्मोन के माध्यम से चयापचय को नियंत्रित करता है। हार्मोन (प्राचीन यूनानी ὁρμάω - मैं उत्तेजित करता हूं, प्रोत्साहित करता हूं) - - जैविक रूप से सक्रिय कार्बनिक यौगिक, जो ग्रंथियों में कम मात्रा में उत्पन्न होते हैं आंतरिक स्राव, कार्यान्वित करना हास्य विनियमनचयापचय और विभिन्न रासायनिक संरचनाएँ होती हैं।

क्लासिक हार्मोन में कई विशेषताएं होती हैं: कार्रवाई की दूरी - अंतःस्रावी ग्रंथियों में संश्लेषण, और दूर के ऊतकों का विनियमन कार्रवाई की चयनात्मकता कार्रवाई की सख्त विशिष्टता कार्रवाई की छोटी अवधि वे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के नियंत्रण में, बहुत कम सांद्रता में कार्य करते हैं और उनकी कार्रवाई का विनियमन ज्यादातर मामलों में प्रकार के अनुसार किया जाता है प्रतिक्रियाप्रोटीन रिसेप्टर्स और एंजाइमेटिक सिस्टम के माध्यम से अप्रत्यक्ष रूप से कार्य करें

न्यूरोहार्मोनल विनियमन का संगठन हार्मोन का एक सख्त पदानुक्रम या अधीनता है। अधिकांश मामलों में शरीर में हार्मोन के स्तर को बनाए रखना एक नकारात्मक प्रतिक्रिया तंत्र प्रदान करता है।

शरीर में हार्मोन के स्तर का विनियमन एक नकारात्मक प्रतिक्रिया तंत्र के माध्यम से लक्ष्य कोशिकाओं में मेटाबोलाइट्स की एकाग्रता को बदलना हार्मोन संश्लेषण को दबा देता है, जो अंतःस्रावी ग्रंथियों या हाइपोथैलेमस पर कार्य करता है। अंतःस्रावी ग्रंथियाँ हैं जिनके लिए ट्रोपिक हार्मोन द्वारा कोई विनियमन नहीं है - एक युगल थाइरोइड, अधिवृक्क मज्जा, रेनिन-एल्डोस्टेरोन प्रणाली और अग्न्याशय। वे तंत्रिका प्रभाव या रक्त में कुछ पदार्थों की सांद्रता से नियंत्रित होते हैं।

जैविक क्रियाओं के अनुसार हार्मोनों का वर्गीकरण; क्रिया के तंत्र द्वारा; द्वारा रासायनिक संरचना; 4 समूह हैं: 1. प्रोटीन-पेप्टाइड 2. अमीनो एसिड-व्युत्पन्न हार्मोन 3. स्टेरॉयड हार्मोन 4. ईकोसैनोइड्स

1. प्रोटीन - पेप्टाइड हार्मोन हाइपोथैलेमस के हार्मोन; पिट्यूटरी हार्मोन; अग्नाशयी हार्मोन - इंसुलिन, ग्लूकागन; थायरॉयड और पैराथायराइड ग्रंथियों के हार्मोन - क्रमशः कैल्सीटोनिन और पैराथायराइड हार्मोन। वे मुख्य रूप से लक्षित प्रोटियोलिसिस द्वारा निर्मित होते हैं। हार्मोन का जीवनकाल छोटा होता है और उनमें 3 से 250 एएमके अवशेष होते हैं।

मुख्य एनाबॉलिक हार्मोन इंसुलिन है, मुख्य कैटोबोलिक हार्मोन ग्लूकागन है।

प्रोटीन-पेप्टाइड हार्मोन के कुछ प्रतिनिधि: थायरोलिबेरिन (पाइरोग्लू-हिज़-प्रो-एनएन एचएच 22), इंसुलिन और सोमैटोस्टैटिन।

2. हार्मोन अमीनो एसिड के व्युत्पन्न हैं। वे अमीनो एसिड टायरोसिन के व्युत्पन्न हैं। इनमें थायराइड हार्मोन - ट्राईआयोडोथायरोनिन (II 33) और थायरोक्सिन (II 44), साथ ही एड्रेनालाईन और नॉरपेनेफ्रिन - कैटेकोलामाइन शामिल हैं।

3. कोलेस्ट्रॉल से संश्लेषित स्टेरॉयड प्रकृति के हार्मोन (चित्र में) अधिवृक्क प्रांतस्था के हार्मोन - कॉर्टिकोस्टेरॉइड्स (कोर्टिसोल, कॉर्टिकोस्टेरोन) अधिवृक्क प्रांतस्था के हार्मोन - मिनरलोकॉर्टिकोइड्स (एंडोस्टेरोन) सेक्स हार्मोन: एण्ड्रोजन (19 "सी") और एस्ट्रोजेन (18) "सी")

ईकोसैनोइड्स सभी ईकोसैनोइड्स का अग्रदूत है एराकिडोनिक एसिड. इन्हें 3 समूहों में बांटा गया है - प्रोस्टाग्लैंडिंस, ल्यूकोट्रिएन्स, थ्रोम्बोक्सेन। ईकाज़ोनोइड्स मध्यस्थ (स्थानीय हार्मोन) हैं - सिग्नलिंग पदार्थों का एक व्यापक समूह जो शरीर की लगभग सभी कोशिकाओं में बनता है और कार्रवाई की एक छोटी सीमा होती है। इस प्रकार वे अंतःस्रावी ग्रंथियों की विशेष कोशिकाओं में संश्लेषित शास्त्रीय हार्मोन से भिन्न होते हैं। .

विशेषता विभिन्न समूहईकासोनोइड्स प्रोस्टाग्लैंडिंस (पीजी) - एरिथ्रोसाइट्स और लिम्फोसाइटों को छोड़कर लगभग सभी कोशिकाओं में संश्लेषित होते हैं। निम्नलिखित प्रकार के प्रोस्टाग्लैंडीन प्रतिष्ठित हैं: ए, बी, सी, डी, ई, एफ। प्रोस्टाग्लैंडीन के कार्य ब्रोंची, जेनिटोरिनरी और की चिकनी मांसपेशियों के स्वर को बदलने के लिए कम हो जाते हैं। संवहनी तंत्र, जठरांत्र पथ, जबकि परिवर्तनों की दिशा प्रोस्टाग्लैंडिंस के प्रकार और स्थितियों के आधार पर भिन्न होती है। ये शरीर के तापमान को भी प्रभावित करते हैं। प्रोस्टेसाइक्लिन प्रोस्टाग्लैंडिंस (पीजी I) का एक उपप्रकार है, लेकिन इसके अतिरिक्त एक विशेष कार्य भी है - वे प्लेटलेट एकत्रीकरण को रोकते हैं और वासोडिलेशन का कारण बनते हैं। वे विशेष रूप से मायोकार्डियम, गर्भाशय और गैस्ट्रिक म्यूकोसा के जहाजों के एंडोथेलियम में सक्रिय रूप से संश्लेषित होते हैं। .

थ्रोम्बोक्सेन और ल्यूकोट्रिएन्स थ्रोम्बोक्सेन (टीएक्स) प्लेटलेट्स में बनते हैं, उनके एकत्रीकरण को उत्तेजित करते हैं और छोटी वाहिकाओं के संकुचन का कारण बनते हैं। ल्यूकोट्रिएन्स (एलटी) फेफड़ों, प्लीहा, मस्तिष्क और हृदय की कोशिकाओं में ल्यूकोसाइट्स में सक्रिय रूप से संश्लेषित होते हैं। ल्यूकोट्रिएन्स 6 प्रकार के होते हैं: ए, बी, सी, डी, ई, एफ। ल्यूकोसाइट्स में, वे गतिशीलता, केमोटैक्सिस और सूजन की जगह पर कोशिकाओं के प्रवास को उत्तेजित करते हैं। वे हिस्टामाइन से 100-1000 गुना कम खुराक में ब्रोन्कियल मांसपेशियों के संकुचन का कारण भी बनते हैं।

अभिव्यक्ति के लिए लक्ष्य कोशिका रिसेप्टर्स के साथ हार्मोन की अंतःक्रिया जैविक गतिविधिरिसेप्टर्स के साथ हार्मोन के बंधन के परिणामस्वरूप एक संकेत मिलना चाहिए जो जैविक प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है। उदाहरण के लिए: थायरॉयड ग्रंथि थायरोट्रोपिन का लक्ष्य है, जिसके प्रभाव में एसिनर कोशिकाओं की संख्या बढ़ जाती है और थायराइड हार्मोन के संश्लेषण की दर बढ़ जाती है। लक्ष्य कोशिकाएं संबंधित रिसेप्टर की उपस्थिति के कारण संबंधित हार्मोन को अलग करती हैं।

रिसेप्टर्स की सामान्य विशेषताएं रिसेप्टर्स स्थित हो सकते हैं: - कोशिका झिल्ली की सतह पर - कोशिका के अंदर - साइटोसोल में या नाभिक में। रिसेप्टर्स प्रोटीन होते हैं जिनमें कई डोमेन शामिल हो सकते हैं। मेम्ब्रेन रिसेप्टर्स में एक हार्मोन पहचान और बाइंडिंग डोमेन, एक ट्रांसमेम्ब्रेन और एक साइटोप्लाज्मिक डोमेन होता है। इंट्रासेल्युलर (परमाणु) - हार्मोन बाइंडिंग डोमेन, डीएनए और प्रोटीन बाइंडिंग डोमेन जो ट्रांसडक्शन को नियंत्रित करते हैं।

हार्मोनल सिग्नल ट्रांसमिशन के मुख्य चरण: झिल्ली (हाइड्रोफोबिक) और इंट्रासेल्युलर (हाइड्रोफिलिक) रिसेप्टर्स के माध्यम से। ये तेज़ और धीमे तरीके हैं।

हार्मोनल सिग्नल चयापचय प्रक्रियाओं की दर को बदलता है: - एंजाइमों की गतिविधि को बदलना - एंजाइमों की संख्या को बदलना। क्रिया के तंत्र के अनुसार, हार्मोन को प्रतिष्ठित किया जाता है: - झिल्ली रिसेप्टर्स (पेप्टाइड हार्मोन, एड्रेनालाईन, ईकोसैनोइड्स) के साथ बातचीत और - इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स (स्टेरॉयड और थायराइड हार्मोन) के साथ बातचीत।

स्टेरॉयड हार्मोन (एड्रेनोकॉर्टिकल हार्मोन और सेक्स हार्मोन), थायराइड हार्मोन (टी 3 और टी 4) के लिए इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स के माध्यम से हार्मोनल संकेतों का संचरण। धीमा संचरण प्रकार.

झिल्ली रिसेप्टर्स के माध्यम से एक हार्मोनल सिग्नल का संचरण हार्मोन के प्राथमिक दूत से सूचना का संचरण रिसेप्टर के माध्यम से होता है। रिसेप्टर्स इस सिग्नल को द्वितीयक दूतों की सांद्रता में बदलाव में बदल देते हैं, जिन्हें दूसरा दूत कहा जाता है। प्रभावक प्रणाली के साथ रिसेप्टर का युग्मन जीजी प्रोटीन के माध्यम से किया जाता है। सामान्य तंत्र जिसके द्वारा जैविक प्रभावों का एहसास होता है वह "फॉस्फोराइलेशन - एंजाइमों का डिफॉस्फोराइलेशन" की प्रक्रिया है विभिन्न तंत्रझिल्ली रिसेप्टर्स के माध्यम से हार्मोनल संकेतों का संचरण - एडिनाइलेट साइक्लेज, गुआनाइलेट साइक्लेज, इनोसिटोल फॉस्फेट सिस्टम और अन्य।

हार्मोन से संकेत द्वितीयक दूतों की सांद्रता में परिवर्तन में बदल जाता है - सी। एएमएफ, सी. जीटीपी, आईएफ 3, डीएजी, सीए 2+, नहीं।

झिल्ली रिसेप्टर्स के माध्यम से हार्मोनल संकेतों को प्रसारित करने के लिए सबसे आम प्रणाली एडिनाइलेट साइक्लेज प्रणाली है। हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स जी प्रोटीन से जुड़ा होता है, जिसमें 3 सबयूनिट (α, β और γ) होते हैं। हार्मोन की अनुपस्थिति में, α सबयूनिट जीटीपी और एडिनाइलेट साइक्लेज से जुड़ा होता है। हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स α GTP से βγ डिमर के विच्छेदन की ओर ले जाता है। जीटीपी का α सबयूनिट एडिनाइलेट साइक्लेज को सक्रिय करता है, जो चक्रीय एएमपी (सी. एएमपी) के गठन को उत्प्रेरित करता है। सी। एएमपी प्रोटीन काइनेज ए (पीकेए) को सक्रिय करता है, जो चयापचय प्रक्रियाओं की दर को बदलने वाले एंजाइमों को फॉस्फोराइलेट करता है। प्रोटीन किनेसेस को ए, बी, सी, आदि के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

एड्रेनालाईन और ग्लूकागन, एडिनाइलेट साइक्लेज हार्मोनल सिग्नल ट्रांसमिशन सिस्टम के माध्यम से, हार्मोन-निर्भर एडिपोसाइट TAG लाइपेस को सक्रिय करते हैं। तब होता है जब शरीर तनावग्रस्त होता है (उपवास, लंबे समय तक)। मांसपेशियों का काम, ठंडा करना)। इंसुलिन इस प्रक्रिया को अवरुद्ध कर देता है। प्रोटीन काइनेज ए टीएजी लाइपेस को फॉस्फोराइलेट करता है और इसे सक्रिय करता है। TAG लाइपेज ट्राईसिलग्लिसरॉल से फैटी एसिड को तोड़कर ग्लिसरॉल बनाता है। वसा अम्लऑक्सीकरण करें और शरीर को ऊर्जा प्रदान करें।

एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स से सिग्नल ट्रांसमिशन। एसी - एडिनाइलेट साइक्लेज़, पीके। ए - प्रोटीन काइनेज ए, पीके। सी - प्रोटीन काइनेज सी, एफएल। सी - फॉस्फोलिपेज़ सी, एफएल। ए 2 - फॉस्फोलिपेज़ ए 2, एफएल। डी - फॉस्फोलिपेज़ डी, पीसी - फॉस्फेटिडिलकोलाइन, पीएल - फॉस्फोलिपिड्स, एफए - फॉस्फेटिडिक एसिड, एच। के - एराकिडोनिक एसिड, पीआईपी 2 - फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल बाइफॉस्फेट, आईपी 3 - इनोसिटॉल ट्राइफॉस्फेट, डीएजी - डायसाइलग्लिसरॉल, पीजी - प्रोस्टाग्लैंडिंस, एलटी - ल्यूकोट्रिएन्स।

सभी प्रकार के एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स जीएस प्रोटीन के माध्यम से अपनी कार्रवाई का एहसास करते हैं। इस प्रोटीन की α-उपइकाइयाँ एडिनाइलेट साइक्लेज़ को सक्रिय करती हैं, जो कोशिका में c के संश्लेषण को सुनिश्चित करती है। एटीपी से एएमपी और सी का सक्रियण। एएमपी-निर्भर प्रोटीन काइनेज ए। जीएस प्रोटीन का ββ γ-सबयूनिट एल-टाइप सीए 2+ चैनल और मैक्सी-के+ चैनल सक्रिय करता है। सी के प्रभाव में. एएमपी-निर्भर प्रोटीन काइनेज ए मायोसिन प्रकाश श्रृंखला किनेज को फॉस्फोराइलेट करता है और यह निष्क्रिय हो जाता है, मायोसिन प्रकाश श्रृंखला को फॉस्फोराइलेट करने में असमर्थ हो जाता है। प्रकाश श्रृंखलाओं के फास्फारिलीकरण की प्रक्रिया रुक जाती है और चिकनी पेशी कोशिका शिथिल हो जाती है।

अमेरिकी वैज्ञानिकों रॉबर्ट लेफकोविट्ज़ और ब्रायन कोबिल्का को जी-प्रोटीन के साथ एड्रेनालाईन रिसेप्टर्स की बातचीत के तंत्र को समझने के लिए 2012 में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। जी-प्रोटीन के साथ बीटा-2 रिसेप्टर (नीले रंग में दर्शाया गया) का इंटरेक्शन (में दर्शाया गया है) हरा). यदि हम कोशिका की वास्तुशिल्प आणविक संयोजनों को प्रकृति की उत्कृष्ट कृतियों के रूप में मानते हैं तो जी प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर्स बहुत सुंदर हैं। उन्हें "अर्ध-सर्पिल" कहा जाता है क्योंकि वे क्रिसमस ट्री सर्पेन्टाइन की तरह कोशिका झिल्ली में सहायक रूप से पैक होते हैं और इसे सात बार "छेद" देते हैं, जिससे सतह पर एक "पूंछ" दिखाई देती है जो संकेत प्राप्त करने और संचारित करने में सक्षम होती है। संपूर्ण अणु में गठनात्मक परिवर्तन।

जी प्रोटीन प्रोटीन का एक परिवार है जो GTPases से संबंधित है और इंट्रासेल्युलर सिग्नलिंग कैस्केड में मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है। जी प्रोटीन का नाम इसलिए रखा गया है क्योंकि अपने सिग्नलिंग तंत्र में वे जीडीपी के प्रतिस्थापन का उपयोग करते हैं ( नीला रंग) से जीटीएफ ( हरा रंग) सेलुलर प्रक्रियाओं को विनियमित करने के लिए एक आणविक कार्यात्मक "स्विच" के रूप में।

जी प्रोटीन को दो मुख्य समूहों में विभाजित किया गया है - हेटरोट्रिमेरिक ("बड़ा") और "छोटा"। हेटरोट्रिमेरिक जी प्रोटीन एक चतुर्धातुक संरचना वाले प्रोटीन होते हैं, जिनमें तीन उपइकाइयाँ होती हैं: अल्फा (α), बीटा (β) और गामा (γ)। छोटे जी-प्रोटीन एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के प्रोटीन होते हैं; उनका आणविक भार 20-25 k होता है। और वे छोटे GTPases के रास सुपरफैमिली से संबंधित होते हैं। उनकी एकल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला हेटरोट्रिमेरिक जी प्रोटीन के α सबयूनिट के अनुरूप है। जी प्रोटीन के दोनों समूह इंट्रासेल्युलर सिग्नलिंग में शामिल हैं।

चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (चक्रीय एएमपी, सी. एएमपी, सी. एएमपी) एक एटीपी व्युत्पन्न है जो शरीर में एक द्वितीयक संदेशवाहक के रूप में कार्य करता है, जिसका उपयोग कुछ हार्मोन (उदाहरण के लिए, ग्लूकागन या एड्रेनालाईन) के संकेतों के इंट्रासेल्युलर वितरण के लिए किया जाता है जो पारित नहीं हो सकते हैं। कोशिका झिल्ली के माध्यम से. .

प्रत्येक हार्मोनल सिग्नल ट्रांसमिशन सिस्टम प्रोटीन किनेसेस के एक विशिष्ट वर्ग से मेल खाता है। टाइप ए प्रोटीन किनेसेस की गतिविधि सी द्वारा नियंत्रित होती है। एएमपी, प्रोटीन काइनेज जी - सी। जीएमएफ. सीए 2+ - शांतोडुलिन-निर्भर प्रोटीन किनेसेस सीए 2+ की एकाग्रता द्वारा नियंत्रित होते हैं। टाइप सी प्रोटीन किनेसेस को डीएजी द्वारा नियंत्रित किया जाता है। किसी भी दूसरे संदेशवाहक के स्तर में वृद्धि से प्रोटीन किनेसेस के एक निश्चित वर्ग की सक्रियता हो जाती है। कभी-कभी एक झिल्ली रिसेप्टर सबयूनिट में एंजाइम गतिविधि हो सकती है। उदाहरण के लिए: इंसुलिन रिसेप्टर टायरोसिन प्रोटीन किनेज, जिसकी गतिविधि हार्मोन द्वारा नियंत्रित होती है।

लक्ष्य कोशिकाओं पर इंसुलिन की क्रिया झिल्ली रिसेप्टर्स से जुड़ने के बाद शुरू होती है, और रिसेप्टर के इंट्रासेल्युलर डोमेन में टायरोसिन कीनेस गतिविधि होती है। टायरोसिन कीनेस इंट्रासेल्युलर प्रोटीन के फॉस्फोराइलेशन को ट्रिगर करता है। रिसेप्टर के परिणामस्वरूप ऑटोफॉस्फोराइलेशन से प्राथमिक सिग्नल में वृद्धि होती है। इंसुलिन रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स फॉस्फोलिपेज़ सी के सक्रियण, दूसरे दूतों इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट और डायसाइलग्लिसरॉल के गठन, प्रोटीन काइनेज सी के सक्रियण, सी के निषेध का कारण बन सकता है। एएमएफ. कई दूसरे संदेशवाहक प्रणालियों की भागीदारी विभिन्न ऊतकों में इंसुलिन के प्रभावों में विविधता और अंतर को बताती है।

एक अन्य प्रणाली गनीलेट साइक्लेज मैसेंजर प्रणाली है। रिसेप्टर के साइटोप्लाज्मिक डोमेन में गनीलेट साइक्लेज (हीम युक्त एंजाइम) गतिविधि होती है। अणु सी. जीटीपी आयन चैनल या प्रोटीन काइनेज जीजी को सक्रिय कर सकता है, जो एंजाइमों को फॉस्फोराइलेट करता है। सी। जीएमपी गुर्दे और आंतों में जल विनिमय और आयन परिवहन को नियंत्रित करता है, और हृदय की मांसपेशियों में विश्राम संकेत के रूप में कार्य करता है।

इनोसिटोल फॉस्फेट प्रणाली। किसी हार्मोन का रिसेप्टर से बंधन रिसेप्टर की संरचना में बदलाव का कारण बनता है। जी-जी प्रोटीन का पृथक्करण होता है और जीडीपी को जीटीपी द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। जीटीपी अणु से जुड़ा अलग α-सबयूनिट फॉस्फोलिपेज़ सी के लिए एक आकर्षण प्राप्त करता है। फॉस्फोलिपेज़-सी की कार्रवाई के तहत, झिल्ली लिपिड फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल -4, 5-बिस्फोस्फेट (पीआईपी 2) हाइड्रोलाइज्ड होता है और इनोसिटोल -1, 4, 5- ट्राइफॉस्फेट (आईपी 3) और डायसाइलग्लिसरॉल (डीएजी) बनता है। डीएजी एंजाइम प्रोटीन काइनेज सी (पीकेसी) के सक्रियण में शामिल है। इनोसिटॉल-1, 4, 5-ट्राइफॉस्फेट (आईपी 3) ईआर झिल्ली के सीए 2+ चैनल के विशिष्ट केंद्रों से जुड़ता है, इससे प्रोटीन संरचना में बदलाव होता है और चैनल खुलता है - सीए 2+ साइटोसोल में प्रवेश करता है। साइटोसोल में IF की अनुपस्थिति में, चैनल 3 बंद हो जाता है।

हार्मोन की क्रिया का तंत्र

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, हार्मोन रासायनिक संदेशवाहक के रूप में कार्य करते हैं जो प्रासंगिक जानकारी (सिग्नल) को केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से सख्ती से परिभाषित और अत्यधिक विशिष्ट तक स्थानांतरित करते हैं। लक्षित कोशिका प्रासंगिक अंग या ऊतक.

लक्ष्य कोशिकाओं के पहचान केंद्र जिनके साथ हार्मोन जुड़ता है, अत्यधिक विशिष्ट होते हैं रिसेप्टर्स . ऐसे रिसेप्टर्स की भूमिका आमतौर पर ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा निभाई जाती है, जिनकी विशिष्टता कार्बोहाइड्रेट घटक की प्रकृति से निर्धारित होती है। अधिकांश हार्मोन (प्रोटीन और अमीनो एसिड डेरिवेटिव) के रिसेप्टर्स कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली में स्थित होते हैं।

आइए मुख्य जैव रासायनिक घटनाओं पर विचार करें जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से अंगों और ऊतकों तक संकेतों के हस्तांतरण को सुनिश्चित करते हैं।

उत्तेजनाओं के प्रभाव में, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में संकेत उत्पन्न होते हैं - तंत्रिका आवेग, जो तब हाइपोथैलेमस में या उसके माध्यम से प्रवेश करते हैं मेरुदंडअधिवृक्क मज्जा में.

में हाइपोथेलेमस"दूरस्थ" क्रिया के पहले हार्मोन, तथाकथित न्यूरोहोर्मोन या जारी करने वाले कारक (अंग्रेजी रिलीज़ से - रिलीज़ करने के लिए)। फिर पहुंचते हैं न्यूरोहार्मोन पीयूष ग्रंथि, जहां वे स्राव को नियंत्रित (मजबूत या बाधित) करते हैं ट्रॉपिक हार्मोन , जो बदले में, हार्मोन संश्लेषण की प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है परिधीय ग्रंथियाँ .

अधिवृक्क मज्जा, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से संकेतों के प्रभाव में, एड्रेनालाईन और कई अन्य पदार्थ छोड़ता है हार्मोनल पदार्थ. इस प्रकार, हाइपोथैलेमस और अधिवृक्क मज्जा केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के सीधे नियंत्रण में होते हैं, जबकि अन्य अंतःस्रावी ग्रंथियां केवल हाइपोथैलेमस और पिट्यूटरी ग्रंथि के हार्मोन के माध्यम से अप्रत्यक्ष रूप से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से जुड़ी होती हैं।

इस तरह के संचरण के परिणामस्वरूप, शरीर की अंतःस्रावी ग्रंथियाँ संश्लेषित होती हैं विशिष्ट हार्मोन, जिसका नियामक प्रभाव पड़ता है विभिन्न अंगऔर शरीर के ऊतक.

अंतःस्रावी ग्रंथियों के बीच परस्पर क्रिया के प्रकार

अंतःस्रावी ग्रंथियों के बीच जटिल अंतःक्रियाएँ होती हैं, जिनमें से निम्नलिखित मुख्य प्रकारों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

1. सिद्धांत के अनुसार बातचीत सकारात्मक रेखा या नकारात्मक प्रतिपुष्टि . उदाहरण के लिए, पिट्यूटरी ग्रंथि में उत्पादित थायराइड-उत्तेजक हार्मोन थायराइड हार्मोन (सकारात्मक प्रत्यक्ष संबंध) के गठन को उत्तेजित करता है, लेकिन सामान्य से ऊपर थायराइड हार्मोन की एकाग्रता में वृद्धि गठन को रोकती है। थायराइड उत्तेजक हार्मोनपिट्यूटरी ग्रंथि (नकारात्मक प्रतिक्रिया)।

2. तालमेल और विरोध हार्मोनल प्रभाव . अधिवृक्क ग्रंथियों द्वारा संश्लेषित एड्रेनालाईन और अग्न्याशय द्वारा स्रावित ग्लूकागन, दोनों यकृत में ग्लाइकोजन के टूटने (सहक्रिया) के कारण रक्त शर्करा में वृद्धि का कारण बनते हैं। महिला सेक्स हार्मोन के समूह में, प्रोजेस्टेरोन कमजोर हो जाता है, और एस्ट्रोजेन गर्भाशय की मांसपेशियों (प्रतिपक्षी) के संकुचन कार्यों को बढ़ाता है।

वर्तमान में, हार्मोन की क्रिया के कई तंत्र ज्ञात हैं, जिनमें से मुख्य निम्नलिखित हैं:

1) झिल्ली ;

2) झिल्ली-इंट्रासेल्युलर (अप्रत्यक्ष);

3) साइटोसोलिक (सीधा)।

आइए हम हार्मोन की क्रिया के प्रत्येक सूचीबद्ध तंत्र की विशेषताओं पर संक्षेप में विचार करें।

डायाफ्राम तंत्रशायद ही कभी पृथक रूप में पाया जाता है और इस तथ्य में निहित है कि हार्मोन, कोशिका झिल्ली के रिसेप्टर प्रोटीन भाग के साथ अंतर-आणविक अंतःक्रिया और उसके बाद के गठनात्मक पुनर्व्यवस्था के कारण, कुछ बायोकणों (ग्लूकोज, अमीनो) के लिए झिल्ली की पारगम्यता को बदलता है (आमतौर पर बढ़ जाता है) अम्ल, अकार्बनिक आयन, आदि)। इस मामले में, हार्मोन कोशिका झिल्ली परिवहन प्रणालियों के एलोस्टेरिक प्रभावकारक के रूप में कार्य करता है। फिर कोशिका में प्रवेश करने वाले पदार्थ उसमें होने वाली जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को प्रभावित करते हैं, उदाहरण के लिए, आयन कोशिकाओं की विद्युत क्षमता को बदल देते हैं।

झिल्ली-इंट्रासेल्युलर तंत्रक्रिया पेप्टाइड हार्मोन और एड्रेनालाईन की विशेषता है, जो कोशिका में प्रवेश करने में सक्षम नहीं हैं और एक रासायनिक मध्यस्थ के माध्यम से इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं को प्रभावित करते हैं, जिसकी भूमिका ज्यादातर मामलों में चक्रीय न्यूक्लियोटाइड्स द्वारा निभाई जाती है - चक्रीय 3,5"-एएमपी (सीएमपी), चक्रीय 3,5" -जीएमपी (सीजीएमपी) और सीए 2+ आयन।

चक्रीय न्यूक्लियोटाइड्स को गनीलेट साइक्लेज और कैल्शियम-निर्भर एडिनाइलेट साइक्लेज द्वारा संश्लेषित किया जाता है, जो झिल्ली में एम्बेडेड होते हैं और तीन परस्पर जुड़े हुए टुकड़ों (छवि) से बने होते हैं: बाहरी झिल्ली पहचान रिसेप्टर आर, जिसमें इस हार्मोन के लिए स्टीरियोकेमिकल संबंध होता है; एक मध्यवर्ती एन-प्रोटीन जिसमें जीडीपी बाइंडिंग और क्लीवेज साइट होती है; उत्प्रेरक भाग सी, एडिनाइलेट साइक्लेज़ द्वारा दर्शाया गया है, जिसके सक्रिय केंद्र में निम्नलिखित प्रतिक्रिया हो सकती है:

एटीपी = सीएटीपी + एच 4 पी 2 ओ 7

जब हार्मोन रिसेप्टर के साथ संपर्क करता है, तो संयुग्मित एन-प्रोटीन की संरचना बदल जाती है और निष्क्रिय प्रोटीन पर स्थित जीडीपी को जीटीपी द्वारा बदल दिया जाता है। जीटीपी-एन-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स एडिनाइलेट साइक्लेज को सक्रिय करता है और एटीपी से सीएमपी के संश्लेषण को ट्रिगर करता है। जब तक हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स मौजूद रहता है तब तक एडिनाइलेट साइक्लेज सक्रिय अवस्था में बना रहता है। इसके कारण, संकेत कई गुना बढ़ जाता है: एक हार्मोन अणु के लिए, कोशिका के अंदर 10-100 सीएमपी अणु संश्लेषित होते हैं। सीजीएमपी के माध्यम से भी एक समान तंत्र का एहसास होता है।

जैव रासायनिक प्रक्रियाओं पर चक्रीय न्यूक्लियोटाइड का प्रभाव विशेष एंजाइमों - फॉस्फोडिएस्टरेज़ की कार्रवाई के तहत समाप्त हो जाता है, जो स्वयं चक्रीय न्यूक्लियोटाइड और उनकी क्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाले यौगिकों - फॉस्फोप्रोटीन दोनों को नष्ट कर देते हैं। एएमपी और जीएमपी के गैर-चक्रीय रूप इन प्रक्रियाओं को निष्क्रिय कर देते हैं।

साइटोसोलिक तंत्रक्रिया हार्मोन की विशेषता है, जो लिपोफिलिक पदार्थ हैं जो झिल्ली की लिपिड परत (स्टेरॉयड हार्मोन, थायरोक्सिन) के माध्यम से कोशिकाओं में प्रवेश करने में सक्षम हैं। ये हार्मोन, कोशिका में प्रवेश करके, प्रोटीन साइटोप्लाज्मिक रिसेप्टर्स के साथ आणविक परिसरों का निर्माण करते हैं। फिर, विशेष परिवहन प्रोटीन वाले कॉम्प्लेक्स के हिस्से के रूप में, हार्मोन को कोशिका नाभिक में ले जाया जाता है, जहां यह जीन गतिविधि में बदलाव का कारण बनता है, प्रतिलेखन या अनुवाद की प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है।

इस प्रकार, जबकि पेप्टाइड हार्मोन पोस्टसिंथेटिक घटनाओं को प्रभावित करते हैं, स्टेरॉयड हार्मोन कोशिका के जीनोम को प्रभावित करते हैं।

वर्तमान में, हार्मोन की क्रिया के निम्नलिखित विकल्प प्रतिष्ठित हैं:

1. हार्मोनल, या हेमोक्राइन,वे। गठन के स्थान से काफी दूरी पर कार्रवाई;
2. आइसोक्राइन, या स्थानीय,कब रासायनिक पदार्थ, एक कोशिका में संश्लेषित, पहले के निकट संपर्क में स्थित कोशिका पर प्रभाव डालता है, और इस पदार्थ की रिहाई अंतरालीय द्रव और रक्त में होती है;
3. न्यूरोक्राइन, या न्यूरोएंडोक्राइन (सिनैप्टिक और नॉन-सिनैप्टिक), वह क्रिया जब कोई हार्मोन निकलता है तंत्रिका सिरा, एक न्यूरोट्रांसमीटर या न्यूरोमोड्यूलेटर का कार्य करता है, अर्थात। एक पदार्थ जो न्यूरोट्रांसमीटर की क्रिया को बदलता है (आमतौर पर बढ़ाता है);
4. पैराक्राइन- एक प्रकार की आइसोक्राइन क्रिया, लेकिन इस मामले में एक कोशिका में बनने वाला हार्मोन अंतरकोशिकीय द्रव में प्रवेश करता है और निकटता में स्थित कई कोशिकाओं को प्रभावित करता है;
5. जक्सटैक्राइन- एक प्रकार की पैराक्राइन क्रिया, जब हार्मोन अंतरकोशिकीय द्रव में प्रवेश नहीं करता है, और संकेत प्रसारित होता है प्लाज्मा झिल्लीपास में स्थित एक अन्य कोशिका;
6. ऑटोक्राइनक्रिया जब किसी कोशिका से निकलने वाला हार्मोन उसी कोशिका पर प्रभाव डालता है, जिससे वह बदल जाती है कार्यात्मक गतिविधि;
7. सोलिनोक्राइनएक क्रिया जब एक कोशिका से एक हार्मोन वाहिनी के लुमेन में प्रवेश करता है और इस प्रकार दूसरी कोशिका तक पहुंचता है, उस पर एक विशिष्ट प्रभाव डालता है (उदाहरण के लिए, कुछ गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल हार्मोन)।

प्रोटीन हार्मोन का संश्लेषण, अन्य प्रोटीन की तरह, आनुवंशिक नियंत्रण में होता है, और विशिष्ट स्तनधारी कोशिकाएं जीन व्यक्त करती हैं जो 5,000 और 10,000 के बीच एन्कोड करते हैं विभिन्न प्रोटीन, और कुछ अत्यधिक विभेदित कोशिकाएँ - 50,000 प्रोटीन तक। सभी प्रोटीन संश्लेषण की शुरुआत होती है डीएनए खंडों का स्थानान्तरण, तब ट्रांसक्रिप्शन, पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल प्रोसेसिंग, अनुवाद, पोस्ट-ट्रांसलेशनल प्रोसेसिंग और संशोधन।कई पॉलीपेप्टाइड हार्मोन बड़े अग्रदूतों के रूप में संश्लेषित होते हैं - प्रोहॉर्मोन(प्रोइन्सुलिन, प्रोग्लुकागन, प्रोपियोमेलानोकोर्टिन, आदि)। प्रोहॉर्मोन का हार्मोन में रूपांतरण गोल्गी तंत्र में होता है।

सेलुलर स्तर पर हार्मोन क्रिया के दो मुख्य तंत्र हैं:
1. कोशिका झिल्ली की बाहरी सतह से प्रभाव का एहसास।
2. हार्मोन के कोशिका में प्रवेश के बाद प्रभाव का एहसास होता है।

1) कोशिका झिल्ली की बाहरी सतह से प्रभाव का एहसास

इस मामले में, रिसेप्टर्स कोशिका झिल्ली पर स्थित होते हैं। रिसेप्टर के साथ हार्मोन की बातचीत के परिणामस्वरूप, झिल्ली एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज सक्रिय होता है। यह एंजाइम हार्मोनल प्रभावों के सबसे महत्वपूर्ण इंट्रासेल्युलर मध्यस्थ - चक्रीय 3,5-एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (सीएमपी) के एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी) से निर्माण को बढ़ावा देता है। सीएमपी सेलुलर एंजाइम प्रोटीन काइनेज को सक्रिय करता है, जो हार्मोन की क्रिया को महसूस करता है। यह स्थापित किया गया है कि हार्मोन-निर्भर एडिनाइलेट साइक्लेज एक सामान्य एंजाइम है जिस पर विभिन्न हार्मोन कार्य करते हैं, जबकि हार्मोन रिसेप्टर्स प्रत्येक हार्मोन के लिए एकाधिक और विशिष्ट होते हैं। माध्यमिक मध्यस्थसीएमपी के अलावा, चक्रीय 3,5-गुआनोसिन मोनोफॉस्फेट (सीजीएमपी), कैल्शियम आयन, इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट हो सकता है। इस प्रकार पेप्टाइड और प्रोटीन हार्मोन और टायरोसिन डेरिवेटिव - कैटेकोलामाइन - कार्य करते हैं। इन हार्मोनों की क्रिया की एक विशिष्ट विशेषता प्रतिक्रिया की सापेक्ष गति है, जो पहले से ही संश्लेषित एंजाइमों और अन्य प्रोटीनों की सक्रियता के कारण होती है।

हार्मोन अपना काम करते हैं जैविक प्रभाव, रिसेप्टर्स के साथ कॉम्प्लेक्सिंग - सूचना अणु जो हार्मोनल सिग्नल को परिवर्तित करते हैं हार्मोनल क्रिया. अधिकांश हार्मोन स्थित रिसेप्टर्स के साथ परस्पर क्रिया करते हैं प्लाज्मा झिल्लीकोशिकाएं, और अन्य हार्मोन - रिसेप्टर्स के साथ इंट्रासेल्युलर रूप से स्थानीयकृत, यानी। साथ साइटोप्लाज्मिकऔर नाभिकीय.

प्लाज्मा रिसेप्टर्स, उनकी संरचना के आधार पर, विभाजित हैं:

1. सात टुकड़े(लूप्स);
2. रिसेप्टर्स जिनके ट्रांसमेम्ब्रेन खंड में शामिल हैं एक टुकड़ा(लूप या जंजीर);
3. रिसेप्टर्स जिनके ट्रांसमेम्ब्रेन खंड में शामिल हैं चार टुकड़े(लूप्स)।

हार्मोन जिनके रिसेप्टर में सात ट्रांसमेम्ब्रेन टुकड़े होते हैं उनमें शामिल हैं:
एसीटीएच, टीएसएच, एफएसएच, एलएच, ह्यूमन कोरिओनिक गोनाडोट्रोपिन, प्रोस्टाग्लैंडिंस, गैस्ट्रिन, कोलेसीस्टोकिनिन, न्यूरोपेप्टाइड वाई, न्यूरोमेडिन के, वैसोप्रेसिन, एड्रेनालाईन (ए-1 और 2, बी-1 और 2), एसिटाइलकोलाइन (एम1, एम2, एम3 और एम4), सेरोटोनिन (1ए, 1बी, 1सी, 2) ), डोपामाइन (डी1 और डी2), एंजियोटेंसिन, पदार्थ के, पदार्थ पी, या न्यूरोकिनिन प्रकार 1, 2 और 3, थ्रोम्बिन, इंटरल्यूकिन-8, ग्लूकागन, कैल्सीटोनिन, सेक्रेटिन, सोमाटोलिबेरिन, वीआईपी, पिट्यूटरी एडिनाइलेट साइक्लेज-सक्रिय पेप्टाइड, ग्लूटामेट (MG1 - MG7), एडेनिन।

दूसरे समूह में ऐसे हार्मोन शामिल हैं जिनमें एक ट्रांसमेम्ब्रेन टुकड़ा होता है:
जीएच, प्रोलैक्टिन, इंसुलिन, सोमाटोमैमोट्रोपिन, या प्लेसेंटल लैक्टोजेन, आईजीएफ-1, तंत्रिका वृद्धि कारक, या न्यूरोट्रॉफिन, हेपेटोसाइट वृद्धि कारक, एट्रियल नैट्रियूरेटिक पेप्टाइड प्रकार ए, बी और सी, ऑन्कोस्टैटिन, एरिथ्रोपोइटिन, सिलिअरी न्यूरोट्रॉफिक कारक, ल्यूकेमिक निरोधात्मक कारक, कारक ट्यूमर नेक्रोसिस (पी75 और पी55), तंत्रिका वृद्धि कारक, इंटरफेरॉन (ए, बी और जी), एपिडर्मल वृद्धि कारक, न्यूरोडिफरेंशियल कारक, फाइब्रोब्लास्ट वृद्धि कारक, प्लेटलेट वृद्धि कारक ए और बी, मैक्रोफेज कॉलोनी-उत्तेजक कारक, एक्टिविन, इनहिबिन, इंटरल्यूकिन्स -2, 3, 4, 5, 6 और 7, ग्रैनुलोसाइट-मैक्रोफेज कॉलोनी-उत्तेजक कारक, ग्रैनुलोसाइट कॉलोनी-उत्तेजक कारक, कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन, ट्रांसफ़रिन, आईजीएफ-2, यूरोकाइनेज प्लास्मिनोजेन एक्टिवेटर।

तीसरे समूह के हार्मोन, जिसके रिसेप्टर में चार ट्रांसमेम्ब्रेन टुकड़े होते हैं, में शामिल हैं:
एसिटाइलकोलाइन (निकोटिनिक मांसपेशी और तंत्रिका), सेरोटोनिन, ग्लाइसिन, जी-एमिनोब्यूट्रिक एसिड।

प्रभावकारी प्रणालियों के साथ रिसेप्टर का युग्मन तथाकथित जी-प्रोटीन के माध्यम से किया जाता है, जिसका कार्य प्लाज्मा झिल्ली के स्तर पर हार्मोनल सिग्नल के बार-बार संचरण को सुनिश्चित करना है। अपने सक्रिय रूप में जी प्रोटीन एडिनाइलेट साइक्लेज के माध्यम से चक्रीय एएमपी के संश्लेषण को उत्तेजित करता है, जो इंट्रासेल्युलर प्रोटीन के सक्रियण के लिए एक कैस्केड तंत्र को ट्रिगर करता है।

सामान्य मूलभूत तंत्र जिसके द्वारा कोशिका के अंदर "दूसरे" दूतों के जैविक प्रभावों को महसूस किया जाता है वह प्रक्रिया है फॉस्फोराइलेशन - डिफॉस्फोराइलेशनविभिन्न प्रकार के प्रोटीन किनेसेस की भागीदारी वाले प्रोटीन जो एटीपी से सेरीन और थ्रेओनीन के ओएच समूहों तक टर्मिनल समूह के परिवहन को उत्प्रेरित करते हैं, और कुछ मामलों में, लक्ष्य प्रोटीन के टायरोसिन। फॉस्फोराइलेशन की प्रक्रिया प्रोटीन अणुओं का सबसे महत्वपूर्ण पोस्ट-ट्रांसलेशनल रासायनिक संशोधन है, जो उनकी संरचना और कार्य दोनों को मौलिक रूप से बदलता है। विशेषकर, यह परिवर्तन का कारण बनता है संरचनात्मक गुण(घटक उपइकाइयों का जुड़ाव या पृथक्करण), उनके उत्प्रेरक गुणों को सक्रिय करना या रोकना, अंततः रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर और, सामान्य तौर पर, कोशिकाओं की कार्यात्मक गतिविधि का निर्धारण करना।

एडिनाइलेट साइक्लेज़ मैसेंजर सिस्टम

हार्मोनल सिग्नल ट्रांसमिशन का एडिनाइलेट साइक्लेज़ मार्ग सबसे अधिक अध्ययन किया गया है। इसमें कम से कम पांच अच्छी तरह से अध्ययन किए गए प्रोटीन शामिल हैं:
1)हार्मोन रिसेप्टर;
2)एडिनाइलेट साइक्लेज़ एंजाइम, जो चक्रीय एएमपी (सीएमपी) के संश्लेषण का कार्य करता है;
3)जी प्रोटीन, जो एडिनाइलेट साइक्लेज़ और रिसेप्टर के बीच संचार करता है;
4)सीएमपी-निर्भर प्रोटीन काइनेज, इंट्रासेल्युलर एंजाइमों या लक्ष्य प्रोटीन के फॉस्फोराइलेशन को उत्प्रेरित करना, तदनुसार उनकी गतिविधि को बदलना;
5)फोस्फोडाईस्टेरेज, जो सीएमपी के टूटने का कारण बनता है और इस तरह सिग्नल के प्रभाव को रोक देता है (तोड़ देता है)।

यह दिखाया गया है कि हार्मोन को β-एड्रीनर्जिक रिसेप्टर से बांधने से रिसेप्टर के इंट्रासेल्युलर डोमेन में संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं, जो बदले में सिग्नलिंग मार्ग के दूसरे प्रोटीन, जीटीपी-बाइंडिंग के साथ रिसेप्टर की बातचीत सुनिश्चित करता है।

जीटीपी-बाध्यकारी प्रोटीन - जी प्रोटीन- 2 प्रकार के प्रोटीन का मिश्रण है:
सक्रिय जी एस (अंग्रेजी उत्तेजक जी से)
निरोधात्मक जी i
उनमें से प्रत्येक में तीन अलग-अलग सबयूनिट (α-, β- और γ-) शामिल हैं, यानी। ये हेटरोट्रिमर हैं। यह दिखाया गया है कि β-उपइकाइयाँ G s और G i समान हैं; उसी समय, α-सबयूनिट्स, जो विभिन्न जीनों के उत्पाद हैं, जी प्रोटीन द्वारा उत्प्रेरक और निरोधात्मक गतिविधि की अभिव्यक्ति के लिए जिम्मेदार साबित हुए। हार्मोन रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स जी प्रोटीन को न केवल जीटीपी के लिए अंतर्जात बाध्य जीडीपी का आसानी से आदान-प्रदान करने की क्षमता देता है, बल्कि जी एस प्रोटीन को सक्रिय अवस्था में स्थानांतरित करने की भी क्षमता देता है, जबकि सक्रिय जी प्रोटीन एमजी 2+ आयनों की उपस्थिति में β में अलग हो जाता है। -, γ-सबयूनिट और GTP फॉर्म में G s के जटिल α-सबयूनिट; यह सक्रिय कॉम्प्लेक्स फिर एडिनाइलेट साइक्लेज़ अणु में चला जाता है और इसे सक्रिय करता है। जीटीपी क्षय की ऊर्जा और मूल जीडीपी फॉर्म जी एस बनाने के लिए β- और γ-सबयूनिट्स के पुन: संयोजन के कारण कॉम्प्लेक्स स्वयं निष्क्रिय हो जाता है।

रेट्ज़- रिसेप्टर; जी- जी प्रोटीन; एसी-ऐडीनाइलेट साइक्लेज।

यह प्लाज्मा झिल्ली का एक अभिन्न प्रोटीन है, इसका सक्रिय केंद्र साइटोप्लाज्म की ओर उन्मुख होता है और एटीपी से सीएमपी संश्लेषण की प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है:

विभिन्न जानवरों के ऊतकों से पृथक एडिनाइलेट साइक्लेज का उत्प्रेरक घटक, एक एकल पॉलीपेप्टाइड द्वारा दर्शाया जाता है। जी प्रोटीन की अनुपस्थिति में, यह व्यावहारिक रूप से निष्क्रिय है। इसमें दो एसएच समूह शामिल हैं, जिनमें से एक जी एस प्रोटीन के साथ संयुग्मन में शामिल है, और दूसरा उत्प्रेरक गतिविधि की अभिव्यक्ति के लिए आवश्यक है। फॉस्फोडिएस्टरेज़ की कार्रवाई के तहत, सीएमपी को निष्क्रिय 5'-एएमपी बनाने के लिए हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है।

प्रोटीन काइनेजएक इंट्रासेल्युलर एंजाइम है जिसके माध्यम से सीएमपी अपना प्रभाव महसूस करता है। प्रोटीन काइनेज 2 रूपों में मौजूद हो सकता है। सीएमपी की अनुपस्थिति में, प्रोटीन काइनेज को टेट्रामेरिक कॉम्प्लेक्स के रूप में प्रस्तुत किया जाता है जिसमें दो उत्प्रेरक (सी 2) और दो नियामक (आर 2) सबयूनिट होते हैं; इस रूप में एंजाइम निष्क्रिय होता है। सीएमपी की उपस्थिति में, प्रोटीन काइनेज कॉम्प्लेक्स एक आर 2 सबयूनिट और दो मुक्त उत्प्रेरक सी सबयूनिट में उलटा हो जाता है; उत्तरार्द्ध में एंजाइमेटिक गतिविधि होती है, जो प्रोटीन और एंजाइमों के फॉस्फोराइलेशन को उत्प्रेरित करती है, तदनुसार सेलुलर गतिविधि को बदलती है।

कई एंजाइमों की गतिविधि को सीएमपी-निर्भर फॉस्फोराइलेशन द्वारा नियंत्रित किया जाता है; तदनुसार, प्रोटीन-पेप्टाइड प्रकृति के अधिकांश हार्मोन इस प्रक्रिया को सक्रिय करते हैं। हालाँकि, कई हार्मोन एडिनाइलेट साइक्लेज पर निरोधात्मक प्रभाव डालते हैं, जिससे सीएमपी और प्रोटीन फॉस्फोराइलेशन का स्तर कम हो जाता है। विशेष रूप से, हार्मोन सोमैटोस्टैटिन, अपने विशिष्ट रिसेप्टर - निरोधात्मक जी प्रोटीन (जीआई, जो जीएस प्रोटीन का एक संरचनात्मक समरूप है) से जुड़कर एडिनाइलेट साइक्लेज़ और सीएमपी संश्लेषण को रोकता है, अर्थात। एड्रेनालाईन और ग्लूकागन के कारण होने वाले प्रभाव के ठीक विपरीत प्रभाव पैदा करता है। कई अंगों में, प्रोस्टाग्लैंडिंस (विशेष रूप से, पीजीई 1) का एडिनाइलेट साइक्लेज पर निरोधात्मक प्रभाव भी होता है, हालांकि एक ही अंग में (सेल प्रकार के आधार पर) वही पीजीई 1 सीएमपी के संश्लेषण को सक्रिय कर सकता है।

मांसपेशी ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज़ के सक्रियण और विनियमन की व्यवस्था, जो ग्लाइकोजन टूटने को सक्रिय करती है, का अधिक विस्तार से अध्ययन किया गया है। इसके 2 रूप हैं:
उत्प्रेरक रूप से सक्रिय - फॉस्फोरिलेज़ एऔर
निष्क्रिय - फॉस्फोरिलेज़ बी.

दोनों फॉस्फोराइलेज दो समान सबयूनिट से निर्मित होते हैं, प्रत्येक में 14 वें स्थान पर सेरीन अवशेष क्रमशः फॉस्फोराइलेशन-डीफॉस्फोराइलेशन, सक्रियण और निष्क्रियता की प्रक्रिया से गुजरते हैं।

फॉस्फोरिलेज़ बी किनेज़ की कार्रवाई के तहत, जिसकी गतिविधि सीएमपी-निर्भर प्रोटीन किनेज द्वारा नियंत्रित होती है, फॉस्फोरिलेज़ बी के निष्क्रिय रूप के अणु की दोनों उपइकाइयाँ सहसंयोजक फॉस्फोराइलेशन से गुजरती हैं और सक्रिय फॉस्फोरिलेज़ ए में परिवर्तित हो जाती हैं। विशिष्ट फॉस्फेटेज़ फ़ॉस्फ़ोराइलेज़ ए की कार्रवाई के तहत बाद के डीफॉस्फोराइलेशन से एंजाइम निष्क्रिय हो जाता है और अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाता है।

मांसपेशियों के ऊतकों में खुला 3 प्रकारग्लाइकोजन फ़ॉस्फ़ोरिलेज़ का विनियमन।
प्रथम प्रकार – सहसंयोजक विनियमन, फॉस्फोरिलेज़ सबयूनिट्स के हार्मोन-निर्भर फॉस्फोराइलेशन-डीफॉस्फोराइलेशन पर आधारित है।
दूसरा प्रकार – एलोस्टेरिक विनियमन. यह ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज़ बी सबयूनिट्स (क्रमशः सक्रियण-निष्क्रियता) की एडिनाइलेशन-डेडेनाइलेशन प्रतिक्रियाओं पर आधारित है। प्रतिक्रियाओं की दिशा एएमपी और एटीपी की सांद्रता के अनुपात से निर्धारित होती है, जो सक्रिय केंद्र में नहीं, बल्कि प्रत्येक सबयूनिट के एलोस्टेरिक केंद्र में जोड़ी जाती हैं।

कामकाजी मांसपेशियों में, एटीपी की खपत के कारण एएमपी का संचय एडिनाइलेशन और फॉस्फोराइलेज बी के सक्रियण का कारण बनता है। आराम के समय, इसके विपरीत, एटीपी की उच्च सांद्रता, एएमपी को विस्थापित करते हुए, डेडीनाइलेशन के माध्यम से इस एंजाइम के एलोस्टेरिक निषेध को जन्म देती है।
तीसरा प्रकार – कैल्शियम विनियमनसीए 2+ आयनों द्वारा फॉस्फोरिलेज़ बी किनेज़ के एलोस्टेरिक सक्रियण पर आधारित, जिसकी सांद्रता मांसपेशियों के संकुचन के साथ बढ़ती है, जिससे सक्रिय फॉस्फोरिलेज़ ए के गठन को बढ़ावा मिलता है।

ग्वानिलेट साइक्लेज़ मैसेंजर सिस्टम

पर्याप्त कब काचक्रीय ग्वानोसिन मोनोफॉस्फेट (सीजीएमपी) को सीएमपी का एंटीपोड माना जाता था। इसे सीएमपी के विपरीत कार्यों के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था। आज तक, इस बात के बहुत से प्रमाण प्राप्त हो चुके हैं कि सीजीएमपी किसका है स्वतंत्र भूमिकाकोशिका क्रिया के नियमन में. विशेष रूप से, गुर्दे और आंतों में यह आयन परिवहन और जल विनिमय को नियंत्रित करता है, हृदय की मांसपेशियों में यह विश्राम संकेत के रूप में कार्य करता है, आदि।

जीटीपी से सीजीएमपी का जैवसंश्लेषण सीएमपी के संश्लेषण के अनुरूप एक विशिष्ट गनीलेट साइक्लेज की क्रिया के तहत किया जाता है:

एड्रेनालाईन रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स: एसी- ऐडीनाइलेट साइक्लेज, जी- जी प्रोटीन; सी और आर- क्रमशः प्रोटीन किनेज की उत्प्रेरक और नियामक उपइकाइयाँ; के.एफ- फॉस्फोरिलेज़ किनेज़ बी; एफ- फॉस्फोरिलेज़; जीएलके-1-पी- ग्लूकोज-1-फॉस्फेट; जीएलके-6-पी- ग्लूकोज-6-फॉस्फेट; यूडीएफ-जीएलके- यूरिडीन डाइफॉस्फेट ग्लूकोज; एच एस- ग्लाइकोजन सिंथेज़।

गनीलेट साइक्लेज़ के चार अलग-अलग रूप ज्ञात हैं, जिनमें से तीन झिल्ली-बद्ध हैं और एक घुलनशील है और साइटोसोल में खुला है।

झिल्ली-बद्ध रूपों से मिलकर बनता है 3 प्लॉट:
रिसेप्टर, प्लाज्मा झिल्ली की बाहरी सतह पर स्थानीयकृत;
इंट्रामेम्ब्रेन डोमेनऔर
उत्प्रेरक घटक, जो उसी अलग - अलग रूपएंजाइम.
कई अंगों (हृदय, फेफड़े, गुर्दे, अधिवृक्क ग्रंथियां, आंतों के एंडोथेलियम, रेटिना, आदि) में ग्वानिलेट साइक्लेज़ की खोज की गई है, जो सीजीएमपी के माध्यम से मध्यस्थता वाले इंट्रासेल्युलर चयापचय के नियमन में इसकी व्यापक भागीदारी को इंगित करता है। झिल्ली-बद्ध एंजाइम छोटे बाह्यकोशिकीय पेप्टाइड्स द्वारा संबंधित रिसेप्टर्स के माध्यम से सक्रिय होता है, विशेष रूप से हार्मोन एट्रियल नैट्रियूरेटिक पेप्टाइड (एएनपी), एक गर्मी-स्थिर विष ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरियाऔर अन्य। एएनएफ, जैसा कि ज्ञात है, रक्त की मात्रा में वृद्धि के जवाब में एट्रियम में संश्लेषित होता है, रक्त के साथ गुर्दे में प्रवेश करता है, गनीलेट साइक्लेज को सक्रिय करता है (तदनुसार सीजीएमपी के स्तर को बढ़ाता है), Na और पानी के उत्सर्जन को बढ़ावा देता है। संवहनी चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं में भी एक समान रिसेप्टर-गुआनिलेट साइक्लेज़ सिस्टम होता है, जिसके माध्यम से रिसेप्टर-बाउंड एएनएफ एक वासोडिलेटरी प्रभाव डालता है, जिससे रक्तचाप को कम करने में मदद मिलती है। आंतों के उपकला कोशिकाओं में, रिसेप्टर-गुआनिलेट साइक्लेज़ सिस्टम का उत्प्रेरक काम कर सकता है बैक्टीरियल एंडोटॉक्सिन, जिससे आंतों में पानी का अवशोषण धीमा हो जाता है और दस्त का विकास होता है।

गनीलेट साइक्लेज़ का घुलनशील रूप एक हीम युक्त एंजाइम है जिसमें 2 सबयूनिट होते हैं। नाइट्रोवैसोडिलेटर्स और मुक्त कण - लिपिड पेरोक्सीडेशन के उत्पाद - गनीलेट साइक्लेज़ के इस रूप के नियमन में भाग लेते हैं। जाने-माने एक्टिविस्टों में से एक हैं एंडोथेलियल फैक्टर (ईडीआरएफ), जिससे संवहनी विश्राम होता है। सक्रिय घटक, इस कारक का प्राकृतिक लिगैंड नाइट्रिक ऑक्साइड NO है। एंजाइम का यह रूप हृदय रोग के लिए उपयोग किए जाने वाले कुछ नाइट्रोसोवासोडिलेटर्स (नाइट्रोग्लिसरीन, नाइट्रोप्रासाइड, आदि) द्वारा भी सक्रिय होता है; इन दवाओं के टूटने से भी NO निकलता है।

नाइट्रिक ऑक्साइड एक जटिल Ca 2+-निर्भर एंजाइम प्रणाली की भागीदारी के साथ अमीनो एसिड आर्जिनिन से बनता है मिश्रित कार्य, जिसे NO सिंथेज़ कहा जाता है:

नाइट्रिक ऑक्साइड, जब गनीलेट साइक्लेज हेम के साथ बातचीत करता है, तो बढ़ावा देता है तीव्र शिक्षासीजीएमपी, जो कम सीए 2+ सांद्रता पर कार्य करने वाले आयन पंपों को उत्तेजित करके हृदय संकुचन के बल को कम करता है। हालाँकि, NO का प्रभाव अल्पकालिक, कुछ सेकंड का, स्थानीयकृत होता है - इसके संश्लेषण के स्थल के पास। नाइट्रोग्लिसरीन, जो NO को अधिक धीरे-धीरे जारी करता है, का प्रभाव समान होता है, लेकिन लंबे समय तक रहता है।

साक्ष्य प्राप्त किया गया है कि सीजीएमपी के अधिकांश प्रभाव सीजीएमपी-निर्भर प्रोटीन किनेज के माध्यम से मध्यस्थ होते हैं जिन्हें प्रोटीन किनेज जी कहा जाता है। यह एंजाइम, यूकेरियोटिक कोशिकाओं में व्यापक रूप से, अपने शुद्ध रूप में प्राप्त होता है। इसमें 2 सबयूनिट होते हैं - एक कैटेलिटिक डोमेन जिसका अनुक्रम प्रोटीन काइनेज ए (सीएमपी-निर्भर) के सी-सबयूनिट के अनुक्रम के समान होता है, और एक नियामक डोमेन प्रोटीन काइनेज ए के आर-सबयूनिट के समान होता है। हालांकि, प्रोटीन किनेसेस ए और जी विभिन्न प्रोटीन अनुक्रमों को पहचानते हैं, तदनुसार विभिन्न इंट्रासेल्युलर प्रोटीन के सेरीन और थ्रेओनीन के ओएच समूह के फॉस्फोराइलेशन को विनियमित करते हैं और इस तरह विभिन्न जैविक प्रभाव पैदा करते हैं।

कोशिका में चक्रीय न्यूक्लियोटाइड सीएमपी और सीजीएमपी का स्तर संबंधित फॉस्फोडिएस्टरेज़ द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो उनके हाइड्रोलिसिस को 5"-न्यूक्लियोटाइड मोनोफॉस्फेट में उत्प्रेरित करता है और सीएमपी और सीजीएमपी के लिए आत्मीयता में भिन्न होता है। घुलनशील शांतोडुलिन-निर्भर फॉस्फोडिएस्टरेज़ और एक झिल्ली-बाउंड आइसोफॉर्म, नहीं सीए 2+ और शांतोडुलिन द्वारा विनियमित, पृथक और विशेषता दी गई है।

सीए 2+ मैसेंजर सिस्टम

Ca 2+ आयन कई के नियमन में केंद्रीय भूमिका निभाते हैं सेलुलर कार्य. इंट्रासेल्युलर मुक्त सीए 2+ की सांद्रता में बदलाव एंजाइमों के सक्रियण या निषेध के लिए एक संकेत है, जो बदले में चयापचय, संकुचन और स्रावी गतिविधि, आसंजन और कोशिका वृद्धि को नियंत्रित करता है। Ca 2+ के स्रोत इंट्रा- और बाह्यकोशिकीय हो सकते हैं। आम तौर पर, साइटोसोल में Ca 2+ की सांद्रता 10 -7 M से अधिक नहीं होती है, और इसके मुख्य स्रोत एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और माइटोकॉन्ड्रिया हैं। न्यूरोहोर्मोनल सिग्नल की ओर ले जाते हैं तेज बढ़तसीए 2+ की सांद्रता (10-6 एम तक), प्लाज्मा झिल्ली के माध्यम से बाहर से आती है (अधिक सटीक रूप से, वोल्टेज-निर्भर और रिसेप्टर-निर्भर के माध्यम से) कैल्शियम चैनल), और इंट्रासेल्युलर स्रोतों से। कैल्शियम मैसेंजर प्रणाली में हार्मोनल सिग्नल के संचालन के लिए सबसे महत्वपूर्ण तंत्रों में से एक विशिष्ट को सक्रिय करके सेलुलर प्रतिक्रियाओं (प्रतिक्रियाओं) का शुभारंभ है सीए 2+ - शांतोडुलिन-निर्भर प्रोटीन किनेज।इस एंजाइम की नियामक सबयूनिट Ca 2+ -बाइंडिंग प्रोटीन निकली शांतोडुलिन।जब आने वाले संकेतों के जवाब में कोशिका में Ca 2+ की सांद्रता बढ़ जाती है, तो एक विशिष्ट प्रोटीन काइनेज कई इंट्रासेल्युलर लक्ष्य एंजाइमों के फॉस्फोराइलेशन को उत्प्रेरित करता है, जिससे उनकी गतिविधि नियंत्रित होती है। यह दिखाया गया है कि फॉस्फोरिलेज़ बी किनेज़, सीए 2+ आयनों द्वारा सक्रिय, एनओ सिंथेज़ की तरह, एक सबयूनिट के रूप में कैल्मोडुलिन शामिल है। कैल्मोडुलिन विभिन्न प्रकार के अन्य Ca 2+-बाइंडिंग प्रोटीन का हिस्सा है। कैल्शियम सांद्रता में वृद्धि के साथ, सीए 2+ का कैल्मोडुलिन से बंधन इसके गठनात्मक परिवर्तनों के साथ होता है, और इस सीए 2+-बाध्य रूप में, कैल्मोडुलिन कई इंट्रासेल्युलर प्रोटीन (इसलिए इसका नाम) की गतिविधि को नियंत्रित करता है।

इंट्रासेल्युलर मैसेंजर सिस्टम में यूकेरियोटिक कोशिकाओं की झिल्लियों में फॉस्फोलिपिड्स के डेरिवेटिव भी शामिल हैं, विशेष रूप से फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल के फॉस्फोराइलेटेड डेरिवेटिव। ये डेरिवेटिव एक विशिष्ट झिल्ली-बद्ध फॉस्फोलिपेज़ सी की कार्रवाई के तहत एक हार्मोनल सिग्नल (उदाहरण के लिए, वैसोप्रेसिन या थायरोट्रोपिन से) के जवाब में जारी किए जाते हैं। अनुक्रमिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, दो संभावित दूसरे दूत बनते हैं - डायसाइलग्लिसरॉल और इनोसिटोल 1, 4,5-ट्राइफॉस्फेट।

इन दूसरे दूतों के जैविक प्रभाव अलग-अलग तरीकों से महसूस किए जाते हैं। डायसाइलग्लिसरॉल की क्रिया, मुक्त Ca 2+ आयनों की तरह, झिल्ली-बद्ध के माध्यम से मध्यस्थ होती है सीए-निर्भर एंजाइम प्रोटीन काइनेज सी, जो इंट्रासेल्युलर एंजाइमों के फॉस्फोराइलेशन को उत्प्रेरित करता है, जिससे उनकी गतिविधि बदल जाती है। इनोसिटॉल 1,4,5-ट्राइफॉस्फेट एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम पर एक विशिष्ट रिसेप्टर से जुड़ता है, जो साइटोसोल में सीए 2+ आयनों की रिहाई को बढ़ावा देता है।

इस प्रकार, द्वितीयक दूतों पर प्रस्तुत डेटा इंगित करता है कि इनमें से प्रत्येक मध्यस्थ प्रणाली हार्मोनल प्रभावप्रोटीन किनेसेस के एक विशिष्ट वर्ग से मेल खाता है, हालाँकि इन प्रणालियों के बीच घनिष्ठ संबंध की संभावना से इंकार नहीं किया जा सकता है। टाइप ए प्रोटीन किनेसेस की गतिविधि को सीएमपी द्वारा नियंत्रित किया जाता है, प्रोटीन किनेज जी को सीजीएमपी द्वारा नियंत्रित किया जाता है; Ca 2+ -शांतोडुलिन-निर्भर प्रोटीन किनेसेस इंट्रासेल्युलर [Ca 2+] के नियंत्रण में हैं, और प्रकार C प्रोटीन किनेज को मुक्त Ca 2+ और अम्लीय फॉस्फोलिपिड्स के साथ तालमेल में डायसाइलग्लिसरॉल द्वारा नियंत्रित किया जाता है। किसी भी द्वितीयक संदेशवाहक के स्तर में वृद्धि से प्रोटीन किनेसेस के संबंधित वर्ग की सक्रियता होती है और उसके बाद उनके प्रोटीन सब्सट्रेट का फॉस्फोराइलेशन होता है। परिणामस्वरूप, न केवल गतिविधि बदलती है, बल्कि कई सेल एंजाइम प्रणालियों के नियामक और उत्प्रेरक गुण भी बदलते हैं: आयन चैनल, इंट्रासेल्युलर संरचनात्मक तत्वऔर आनुवंशिक उपकरण.

2) कोशिका में हार्मोन के प्रवेश के बाद प्रभाव का एहसास

इस मामले में, हार्मोन के रिसेप्टर्स कोशिका के साइटोप्लाज्म में स्थित होते हैं। क्रिया के इस तंत्र के हार्मोन, अपनी लिपोफिलिसिटी के कारण, आसानी से लक्ष्य कोशिका में झिल्ली में प्रवेश करते हैं और इसके साइटोप्लाज्म में विशिष्ट रिसेप्टर प्रोटीन से बंध जाते हैं। हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स कोशिका नाभिक में प्रवेश करता है। नाभिक में, कॉम्प्लेक्स विघटित हो जाता है, और हार्मोन परमाणु डीएनए के कुछ वर्गों के साथ संपर्क करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक विशेष दूत आरएनए का निर्माण होता है। मैसेंजर आरएनए नाभिक छोड़ता है और राइबोसोम पर प्रोटीन या एंजाइम प्रोटीन के संश्लेषण को बढ़ावा देता है। इस प्रकार स्टेरॉयड हार्मोन और टायरोसिन डेरिवेटिव - थायराइड हार्मोन - कार्य करते हैं। उनकी क्रिया को सेलुलर चयापचय के गहरे और दीर्घकालिक पुनर्गठन की विशेषता है।

यह ज्ञात है कि स्टेरॉयड हार्मोन का प्रभाव आनुवंशिक तंत्र के माध्यम से जीन अभिव्यक्ति को बदलकर महसूस किया जाता है। कोशिका में रक्त प्रोटीन पहुंचाने के बाद, हार्मोन प्लाज्मा झिल्ली के माध्यम से और आगे परमाणु झिल्ली के माध्यम से (प्रसार द्वारा) प्रवेश करता है और इंट्रान्यूक्लियर रिसेप्टर प्रोटीन से बंध जाता है। स्टेरॉयड-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स फिर डीएनए के नियामक क्षेत्र, तथाकथित हार्मोन-संवेदनशील तत्वों से जुड़ जाता है, जो संबंधित संरचनात्मक जीन के प्रतिलेखन को बढ़ावा देता है, डे नोवो प्रोटीन संश्लेषण को शामिल करता है और हार्मोनल सिग्नल के जवाब में सेल चयापचय में परिवर्तन करता है।

इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि हार्मोन के दो मुख्य वर्गों की क्रिया के आणविक तंत्र की मुख्य और विशिष्ट विशेषता यह है कि पेप्टाइड हार्मोन की क्रिया मुख्य रूप से कोशिकाओं में प्रोटीन के पोस्ट-ट्रांसलेशनल (पोस्टसिंथेटिक) संशोधनों के माध्यम से महसूस की जाती है, जबकि स्टेरॉयड हार्मोन ( साथ ही थायराइड हार्मोन, रेटिनोइड्स, विटामिन डी3 हार्मोन) जीन अभिव्यक्ति के नियामक के रूप में कार्य करते हैं।

हार्मोन का निष्क्रिय होना प्रभावकारी अंगों में होता है, मुख्य रूप से यकृत में, जहां हार्मोन ग्लुकुरोनिक या सल्फ्यूरिक एसिड से जुड़कर या एंजाइमों की क्रिया के परिणामस्वरूप विभिन्न रासायनिक परिवर्तनों से गुजरते हैं। आंशिक रूप से हार्मोन मूत्र में अपरिवर्तित होते हैं। कुछ हार्मोनों की क्रिया उन हार्मोनों के स्राव के कारण अवरुद्ध हो सकती है जिनका प्रतिकूल प्रभाव होता है।