Рис. 5.1. Внутри- и внеклеточные потоки стероидных гормонов.
Механизмыдействиятиреоидных гормонов
| Направление тока крови | Орган-мишень | |
| Артериальная кровь | Венозная кровь | |
| 1 I | (ІНІ. | |
| Свободный горами а плазме крови | м | |
| Состояние равновесия * __ свободных | Специфический, герыонов п*р«носчнк. горыоня | франции свободи of о гормон* | |
| Связанный | Горном, свйнннмй 1 г С *льбуиином і. Г а- | „■.,■.«,„. а | |
| ------------------------------.---------------------------- 1--------------------------- 1 |
Вь*свобожд*>іИ4 горьюні ні саяэм с «лw6yyином
Рис, 5.2, Схематическое представление распределения фракций гормона при прохождении через орган-мишень.
| т%-тво 1,"М sec Ть-РА t,i7.» sac Т„-ЛІЬ у I | FT. 2.75 | 5*0 | |||||
| Печень | |||||||
| ^. | * Пул Т. | ||||||
| 607 nmol Т4^Т3 Де йодирование • 3 pmol » 10 tec ч Пул Т3 | ------------ >7- | ||||||
| V | T | ^ | 532.5 | ||||
| V | |||||||
| Элиминация | |||||||
| T,-TBG t,=».2 »e* T,-PA t.'l S«C Tj-Alb t,<1 sec | >i | FT, 0.4 | |||||
| ^ | |||||||
| -------------- —> і | |||||||
| V | <26 | 6.8 пгпоі | |||||
| \ |
Рис. 5.3. Распределение транскапиллярных потоков тиреоидных гормонов (пмоль) в печени человека за 10 с (137,5 мл крови) при эутиреоидном состоянии. Т1/2 - период времени в сек, в течение которого 1/2 количества гормона диссоциирует из связи с транспортными белками при 37°С. FT4 и FT3 - содержание тиреоидных гормонов во внеклеточной жидкости в пмоль/137,5мл.
Поглощение Т3 клетками в значительной степени определяется уровнем внутриклеточного АТФ. Скорость поступления Т3 в клетку может
Механизмы действия тиреоидных гормонов
даже уменьшаться при больших концентрациях Т3. Ограниченность
объемов Т3, которые могут поглощаться клетками, имеет место также для
культур фибробластов и гипофиза (но у крыс in vivo для гипофиза это не
подтверждено). Предполагается существование специального
транспортного энергозависимого механизма (переносчика) тиреоидных гормонов, и специального насосного механизма, транспортирующего гормон между цитозолем и ядром, а также активного транспорта Т3 в ядро. Уже примерно через 3-4 часа после введения Т3 и через 10 мин после введения [14С]-меченной оротовой кислоты тиреоидэктомированным крысам, было зарегистрировано усиление включения 14С в ядерную РНК.
5.2 Общая характеристика семейства ядерных рецепторов
Ядерные рецепторы гормонов и ряда других биологически активных
веществ представлены семейством негистоновых белков, связанных с
хроматином ядра клетки и включают рецепторы стероидных гормонов
(эстрогенов, прогестагенов, андрогенов, глюкокортикоидов,
минерапокортикоидов, витамина D, экдистероидов), тиреоидных гормонов, ретиноидов, а также другие рецептор-подобные молекулы (так называемые orphan-рецепторы), лиганды которых в настоящее время полностью не описаны (рис. 5.4). В отличие от рецепторов пептидных гормонов, локализованных на поверхности плазматической мембраны и требующих наличия второго посредника для реализации своих клеточных эффектов, ядерные рецепторы, как это следует из их названия, располагаются в ядре клетки и по лиганд-зависимому механизму действуют как кофакторы (коактиваторы или корепрессоры) транскрипционных факторов, регулируя экспрессию генов, промотор которых содержит чувствительный к действию регулятора элемент.
Низкомолекулярные биорегуляторы, действие которых
опосредовано связыванием со специфическим рецептором в клеточном ядре, таким образом управляют ключевыми для жизнедеятельности клетки молекулярными процессами — синтезом ферментов, белков-переносчиков и других белков (то есть метаболизмом, трансмембранным переносом и др.), клеточным циклом (то есть процессами деления, роста и дифференцировки клетки) и многими другими тонкими процессами, которые составляют самую сущность самоподдержания и самообновления клеточной системы. В результате клетки тканей и органов организма получают способность адресно перепрограммировать транскрипционную активность своих генов, координирование отвечая на действие средовых и внутренних стимулов. Отдельные клетки (клетки-мишени) отличаются по своей чувствительности к действию специфического регулятора, что может быть связано, например, с преимущественным распределением того или иного подтипа рецепторов либо количественными различиями в суммарной аффинности (связывающей способности) рецепторов.
Механизмы действия тиреоидных гормонов
|
| RARa RARp |
А/В
<ato-F
| № |
| PR (В) |
Ч S 31 $ ЇМ
| GR |
4Ї1 Ш
103 731
| AR |
мі_м*_
.-ЁН_] *» V,,D3
і—till-» «і і»
«41
соон
|
| V CH2-C-NH2 СООН |
S З І М___ 371 то „
102! І»____ 4»
41. ^Р
Рис. 5.4. Схематическое представление суперсемейства ядерных рецепторов и их лигандов. На верхней схеме показаны 6 функциональных доменов в общей организации рецептора: А/В, F - модулирующие участки, С - ДНК-связывающий домен, D - связывающий домен, Е - лиганд-связывающий домен. Показаны высоко консервативные последовательности, линиями отмечены вариабельные участки. Обозначения: ER - эстрогены, PR - прогестагены, GR - глюкокортикоиды, MR -минералокортикоиды, AR - андрогены, Vit D3 витамин D3, RAR - ретиноевая кислота, TR - тиреоидные гормоны. (Собственность prof. P.Chambon).
Первичная структура большинства ядерных рецепторов была установлена путем секвенирования их соответствующих кДНК (см. рис. 5.6). Хотя различия в аминокислотной последовательности белковых молекул рецепторов обнаруживаются, начиная с 427 аминокислотного остатка рецептора витамина D до 984 остатка рецептора минерапокортикоидных гормонов, общие черты структурной организации присущи всем ядерным рецепторам, что дало повод объединить их в одно семейство. В структуре всех внутриклеточных рецепторов присутствует ДНК-связывающий домен размером 66-68 аминокислотных остатков (С на рис. 5.4), который обнаруживает высокую степень гомологии с другими членами семейства, а также лиганд-связывающий домен (Е) вариабельного размера и низкой степенью гомологии, который определяет специфичность связывания низкомолекулярного регулятора. ДНК-связывающий фрагмент содержит два так называемых «цинковых пальца» (zinc figgers) - петлевидные структуры, образованные остатками цистеина и глицина, соединенными координационными связями с хелат-ионом цинка. Роль «цинковых
Механизмы действия тиреоидных гормонов
пальцев» состоит в специфическом распознавании и связывании чувствительного элемента определенного гена, как правило, в главном желобке молекулы ДНК (рис. 5.5).
При воздействии на клетки-мишени стероидным гормоном
(например, кортизолом) в условиях in vivo или in vitro образуется два
различных комплекса стероид-рецептор. Незначительная фракция
меченного гормона обнаруживается в супернатанте или цитозольной
фракции гомогената тканей, тогда как большая часть
инкорпорированного стероида связана с белком в ядерной фракции и освобождается лишь при дополнительном экстрагирующем воздействии. Показательно, что ассоциация гормон-рецепторного комплекса с компонентами ядерной фракции (т.е. ДНК) прочнее, чем свободного рецептора.
Существенное отличие в связывании тиреоидных гормонов и ретиноевой кислоты состоит в распределении гормон-рецепторного комплекса лишь в ядерной фракции, что подробно рассматривается далее.
Mi IL
ЇМ II
Ml IT
"■» ■ a
•n/ і і
!-*ГЬА | I
Ev с
ef* » e •
t •
All
:ї
«» іП«ІІЇТ
(vihihici ■ » Lfr ck lie і
A V pJcTTc I * С і [Tc I I С к ПСІ Г С I I С К It I ICIICC
F А і
ІИІІ ЧПІ IFf II («І «(* І * If МІ
ІІІІ
1 Г ■ І
<