Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Общая характеристика механизма действия. Схема механизма действия глюкокортикоидных гормонов описана в гл. 44 и изображена на рис. 44Л. Многочисленные примеры подтверждают концепцию о том, что эти гормоны влияют на специфические внутрнклеточные процессы путем изменения содержания в клетке критически важных белков, как правило, ферментов. Последнее определяется тем, что глюкокортикоиды способны регулировать в клетках-мишенях скорость транскрипции специфических генов.
Для этого требуется, чтобы стероидрецепторный комплекс связался со специфическими областями ДНК вблизи сайта инициации транскрипции и далее чтобы эти области определили специфичность ответа. Каким именно образом это связывание стимулирует или тормозит транскрипцию, как обеспечивается тканевая специфичность, почему один и тот же ген может быть активирован в одной ткани и интибирован в другой,— эти и многие другие принципиальные вопросы остаются открытыми. Иллюстрацией современных представлений о механизме действия стероидных гормонов может служить краткое описание того, как глюкокортикоиды влияют на транскрипцито ДНК вируса рака молочной железы мыши. Система этого онкогенного вируса удобна тем, что эффект стероида проявляется на ней быстро и сильно, а молекулярная биология вируса подробно изучена.
Комплекс глюкокортикоидный гормон-рецептор связывается с высокой избирательностью и специфичностью с областью ДНК вируса — глюк око ртикоидиым регуляторным элементом, расположенным на несколько сотен пар оснований вьппе сайта инициации транскрипции. В состав глюкокортикоидного регуляторного элемента входят последовательности, очень сходные с консенсусной последовательностью АОААт САОАт, обнаруженной в регуляторных элементах целого ряда генов„ регулируемых глюкокортикоидами. Нагруженный рецептором глюкокортикоидный регуляторный элемент стимулирует инициацию транскрипции вируса рака молочной железы мыши и, кроме того, активирует гетерологнчные про моторы. Этот иисдействующий элемент работает при перемещении от одной области к другой по ходу или против хода Агонисты Дексеметаэон Кортиэол Кортикостерон Альдостерон Частичные агоиисты 1113-Гидрокснпрогестерон 21-Деэоксикортизол 17а-Гидро ксипрогестерон Прогестерон Антагонисты Тестостерон 1713-Эстрадиол 19-Нортестостерон Кортизон Неактивные стероиды 11а-Гидроксипрогестерон Андр остендион 11а, 17а-Метилтестостерон Тетрагидрокортизол функцию промотора.
В С-концевой области содержатся ДНК-связывающие и гормон-связывающие сайты. Домен, связывающий ДНК, расположен ближе к середине молекулы, тогда как домен, связывающий гормон,— ближе к С-концу. Некоторые области в С-концевой половине рецептора гомологичны белку онкогена ч-егЬ-А, а также ДНК-связывающего участка в ТНИА и соответствующей области в рецепторах эстрогенов и прогестерона. Что касается аминокнслотной последовательности рецептора, то она была установлена на основе анализа молекул кДНК. При этом в ДНК-связывающем участке были выявлены две области, богатые остатками СузЕуа-Агя.
Сравнение этих областей с другими известными белками, связывающими ДНК, например Тг111А, показало, что здесь возможно образование складки в виде пальца (с цинком в середине); предполагается, что такая «пальцевая» структура внедряется в изгиб ДНК.
Глюкокортикоидный рецептор человека существует в двух формах, а н 13, состоящих соответственно из 777 и 742 аминокислотных остатков. а1н, СООН 100 200 300 400 500 600 700 777 Аминокислоты Рис. 48.7. Схематическое изображение глюкокортикоидного рецептора человека. Этот рецептор существует в двух формах, состоящих соответственно иэ 742 или 777 аминокислотных остатков и различающихся своими С-концами. На рисунке показана вторая форма. Рецептор можно разделить на функционально разные домены: антигенный, связывающийся с ДНК и гормон-связывающий.
Показана область, обладающая высокой степенью гомологии с онкогеном У-егЬ-А. 218 Ггиаи 48 транскрипции; кроме того, он работает независимо от своей ориентации вперед или назад. Такие свойства позволяют рассматриваты люкокортикоидный регуляторный элемент как энхансер транскрипции.
Было показано, что ряд регулируемых глюкокортикоидами генов обладает теми же характеристиками. Регуляция скорости транскрипции — это, повидимому, важнейший элемент механизма действия глюкокортикоидных гормонов, но он не является единственным. Удалось выявить, что эти гормоны регулируют также процессинг и транспорт ядерных транскриптов (например, а,-кислых глюкопротеинов), скорость распада специфических мРНК (например, гормона роста и фосфоенолпируваткарбоксикиназы), наконец, посттрансляционный процессинг (различные белки вируса опухоли молочных желез). Создается впечатление, что этот и другие классы стероидных гормонов способны действовать на любом уровне переноса информации от ДНК к белку, причем относительное значение воздействия на каждом из уровней варьирует от системы к системе.
Минералокортикондные гормоны А. Общая характеристика механизма действия. Механизм действия альдостерона в основных чертах л $ 6 8 2 а й Апнкааанан мамбрана Бааальнан ааааабрана Рве. 48.8. Механизм действия вльдостерона. Гормон индуцирует образование одного илн более белков, которые в свою очередь увеличивают проницаемость впиквльной (люминальной) мембраны по отношению к Ха', усиливают активный ~рапопорт Хв' нз клетки через базальную и латервльные мембраны в интерстициальное пространство либо улучшают энергетическое обеспечение работы Ха+-пасоса.
(Мойбед (гогп Е4е!твп 8. Сапййце гпейагогв (п 1Ье асйоп ог" а!дов1егопе оп Ха+-1гапарогг. 1и: МетЬгапе Тгапврогг Ргосеввев, ко1. 1. Но(Тгпап З.Р. (еййог). Качеп Ргеав, 1978.) сходен с механизмом действия других стероидных гормонов (рнс. 48.8). Клетки-мишени содержат специфические рецепторы, связывающие альдостерон. Образовавшийся гормон-рецеп горный комплекс связывается с хроматином н регулирует скорость транскрипции специфических генов.
Хотя специфические генные продукты не были выделены, однако известно, что для проявления ~ффекта альдосгерона требуется синтез РНК и белка. Предполагают, что влияние альдостерона на транспорт ионов опосредовано опреде.цепными белками. Б. Связывание «льдост ерона с рецепторами. В цито- плазме и ядре клеток-мишеней выявчены рецепторы, связывающие альдостероц с высоким сродством (К„- 1 нмоль/л). Общее связывание (емкость рецепторов) в цитоплазме в 80 — 1ОО раз выше. чем в ядре; однако по специфичности и аффинности связывание в ядре намного превосходит общую связывающую активность цитозоля.
Как обнаружилось в опытах ш ваго, в цитозоле присутствуют три типа связывающих белков. Белки 1 и 11 типа связывают альдостерон с высоким сродством, белки типа П1- с низким. Тип 1 — это минералокортикондный рецептор, а тип 11-- видимо, глюкокоргикоидный рецептор, одновременно связывающий альдостерон.
Рецептор типа 1 жадно связывает альдостерон, но очень хорошо связывает также ДОК и кортикостерон. Исходя из того, что уровень каждого из эгнх двух стероидов в плазме намного выше, чем альдостерона. можно, казалось бы, предположить, что именно они будут предпочтительно связываться с рецептором типа 1 и, следовательно. эффект альдостсрона будет слабым. Однако вспомним, что в плазме крови ДОК и кортикостерон связаны со стероид-транспортирующим белком транскортином, тогда как альдостерон не имеет специфического транспортно~ о белка. Отсюда следует, что в плазме эффективная «свободная» концентрация альдостерона выше, чем кортикостерона или ДОК.
Благодаря этому альдостерон беспрепятственно проникает в клетки, и ш ч1чо это обеспечивает ему преимушество в конкурентном связывании с рецептором типа 1. В. Действие альдостерова на транспорт ионов. Молекулярный механизм действия альдостерона на транспорт Ха' не выяснен. но целый ряд данных подтверждает модель, приведенную на рис. 48.8. Согласно этой схеме, Ха' из жидкости, содержащейся в канальцах и омывающей апикальную поверхность почечных клеток, пассивно входит в клетки по Ха"- каналам. Далее происходит перенос этого иона в ннтерстициальную жидкость, причем транспорт через мембрану на серозной стороне клетки осуществляется Ха'/К'-зависимой АТРазой.
Таким образом„на этот активный процесс расходуется энергия АТР. Альдостерон увеличивает число Ха'-каналов на мембране на апикальной стороне клеток, что, очевидно, ведет к повышению уровня внутриклеточного Гормоны коры нидппчечникпв Ха'. Кроме того, альдостерон увеличивает активность ряда митохондриальных ферментов, что должно способствовать выработке АТР, необходимого для работы 1Ча'/К'-насоса мембраны на серозной стороне клетки.
В результате действия альдостерона возрастают как соотношение ЫАОН:1ЧАВ, так и активность некоторых митохондриальных ферментов, в том числе цитратсинтазы. Повышение цитратсинтазной активности обусловлено истинной индукцией фермента (вероятно, опосредованной влиянием на транскрипцию генов), причем транзиторное возрастание количества этого белка тесно коррелирует с эффектом гормона на транспорт 1Ча'.
Исходя из того, что прямого эффекта альдостерона на 1Ма'- насос не было выявлено, представляется вероятным, что гормон действует через увеличение внутриклеточной концентрации 1Ча' и создание источника энергии, необходимой для удаления этого иона. Воздействие альдостерона на транспорт К ' и Н ' может осуществляться с помощью иных механизмов, в которых участвуют различные, регулируемые этим гормоном белки. ПАТОФИЗИОЛОГИЯ КОРЫ НАДПОЧЕЧНИКОВ Нарушения, связанные с глюкокортикоидными гормонами Первичная недостаточность надпочечников (аддисонова болезнь) ведет к гипогликемии, крайне высокой чувствительности к инсулину, непереносимости стресса, анорексии„потере веса, тошноте и резко выраженной слабости.
У больных с аддисоновой болезнью отмечается низкое кровяное давление, а также уменьшение скорости клубочковой фильтрации и способности справиться с нагрузкой водой. Часто отмечается тяга к соленому. Уровень 1Ча' в плазме этих больных снижен, а уровень К' повышен; увеличено также число лимфоцитов в крови. У этих больных часто усилена пигментация кожи и слизистых, что обусловлено компенсаторно повышенной секрецией АКТГ и соответствуюших продуктов гена ПОМК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
