हार्मोन अणु को आमतौर पर नियामक प्रभाव, या लिगैंड के प्राथमिक मध्यस्थ के रूप में जाना जाता है। अधिकांश हार्मोन के अणु लक्ष्य कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली पर अपने विशिष्ट रिसेप्टर्स से जुड़ते हैं, एक लिगैंड-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। पेप्टाइड, प्रोटीन हार्मोन और कैटेकोलामाइन के लिए, इसका गठन क्रिया के तंत्र में मुख्य प्रारंभिक कड़ी है और झिल्ली एंजाइमों की सक्रियता और हार्मोनल नियामक प्रभाव के विभिन्न माध्यमिक मध्यस्थों के गठन की ओर जाता है, जो साइटोप्लाज्म, ऑर्गेनेल में अपनी कार्रवाई का एहसास करते हैं। और कोशिका नाभिक। लिगैंड-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स द्वारा सक्रिय एंजाइमों में, निम्नलिखित वर्णित हैं: एडिनाइलेट साइक्लेज, गुआनाइलेट साइक्लेज, फॉस्फोलिपेसेस सी, डी और ए 2, टाइरोसिन किनेसिस, फॉस्फेट टायरोसिन फॉस्फेटेस, फॉस्फॉइनोसाइटाइड-3-ओएच-किनेज, सेरीन-थ्रेओनीन किनेज, एनओ सिंथेज़, आदि। इन झिल्ली एंजाइमों के प्रभाव में गठित माध्यमिक संदेशवाहक हैं: 1) चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (सीएएमपी); 2) चक्रीय ग्वानोज़ाइन मोनोफॉस्फेट (cGMP); 3) इनोसिटोल-3-फॉस्फेट (IFZ); 4) डायसिलग्लिसरॉल; 5) ओलिगो (ए) (2,5-ओलिगोइसोडेनाइलेट); 6) Ca2+ (आयनीकृत कैल्शियम); 7) फॉस्फेटिडिक एसिड; 8) चक्रीय एडेनोसिन डिपोस्फेट राइबोज; 9) NO (नाइट्रिक ऑक्साइड)। लिगैंड-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स बनाने वाले कई हार्मोन एक साथ कई झिल्ली एंजाइमों की सक्रियता का कारण बनते हैं और तदनुसार, द्वितीयक संदेशवाहक।

पेप्टाइड, प्रोटीन हार्मोन और कैटेकोलामाइन की क्रिया के तंत्र। लिगेंड। हार्मोन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा और जैविक रूप से सक्रिय पदार्थप्लाज्मा झिल्ली के जी-प्रोटीन (एंड्रेनालाईन, नॉरपेनेफ्रिन, एडेनोसिन, एंजियोटेंसिन, एंडोथेलियम, आदि) से जुड़े रिसेप्टर्स के परिवार के साथ बातचीत करें।

माध्यमिक मध्यस्थों की मुख्य प्रणालियाँ।

एडिनाइलेट साइक्लेज - सीएमपी प्रणाली. झिल्ली एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज़ दो रूपों में हो सकता है - सक्रिय और निष्क्रिय। एडिनाइलेट साइक्लेज़ एक हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स के प्रभाव में सक्रिय होता है, जिसके गठन से गनील न्यूक्लियोटाइड (जीटीपी) एक विशिष्ट नियामक उत्तेजक प्रोटीन (जीएस प्रोटीन) से जुड़ जाता है, जिसके बाद जीएस प्रोटीन एमजी को एडिनाइलेट से जोड़ देता है। साइक्लेज और इसे सक्रिय करें। इस प्रकार एडिनाइलेट साइक्लेज सक्रिय करने वाले हार्मोन कार्य करते हैं - ग्लूकागन, थायरोट्रोपिन, पैराथाइरिन, वैसोप्रेसिन (वी -2 रिसेप्टर्स के माध्यम से), गोनैडोट्रोपिन, आदि। कई हार्मोन, इसके विपरीत, एडिनाइलेट साइक्लेज - सोमाटोस्टैटिन, एंजियोटेंसिन- II, आदि को रोकते हैं। इन हार्मोनों के हार्मोन रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स कोशिका झिल्ली में एक अन्य नियामक निरोधात्मक प्रोटीन (जीआई प्रोटीन) के साथ बातचीत करते हैं, जो ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट (जीटीपी) के ग्वानोसिन डिफॉस्फेट (जीडीपी) के हाइड्रोलिसिस का कारण बनता है और, तदनुसार, एडिनाइलेट साइक्लेज गतिविधि का दमन। एड्रेनालाईन पी-एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स के माध्यम से एडिनाइलेट साइक्लेज को सक्रिय करता है, और इसे अल्फा 1-एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स के माध्यम से दबाता है, जो विभिन्न प्रकार के रिसेप्टर्स के उत्तेजना के प्रभावों में अंतर को काफी हद तक निर्धारित करता है। एडिनाइलेट साइक्लेज के प्रभाव में, सीएमपी को एटीपी से संश्लेषित किया जाता है, जो सेल साइटोप्लाज्म में दो प्रकार के प्रोटीन किनेज के सक्रियण का कारण बनता है, जिससे कई इंट्रासेल्युलर प्रोटीन का फास्फारिलीकरण होता है। यह झिल्लियों की पारगम्यता, गतिविधि और एंजाइमों की मात्रा को बढ़ाता या घटाता है, अर्थात, यह चयापचय का कारण बनता है और, तदनुसार, कोशिका की महत्वपूर्ण गतिविधि में कार्यात्मक परिवर्तन, हार्मोन के विशिष्ट। तालिका में। 6.2 सीएमपी पर निर्भर प्रोटीन किनेसेस के सक्रियण के मुख्य प्रभावों को दर्शाता है।

ट्रांसमिथाइलेज़ सिस्टम डीएनए का मिथाइलेशन, सभी प्रकार के आरएनए, क्रोमैटिन और झिल्ली प्रोटीन, ऊतक स्तर पर कई हार्मोन और झिल्ली फॉस्फोलिपिड प्रदान करता है। यह प्रसार, विभेदन, झिल्ली पारगम्यता की स्थिति और उनके आयन चैनलों के गुणों पर कई हार्मोनल प्रभावों के कार्यान्वयन में योगदान देता है, और, जो विशेष रूप से जोर देने के लिए महत्वपूर्ण है, हार्मोन अणुओं को झिल्ली रिसेप्टर प्रोटीन की उपलब्धता को प्रभावित करता है। एडिनाइलेट साइक्लेज - सीएमपी प्रणाली के माध्यम से महसूस किए गए हार्मोनल प्रभाव की समाप्ति, एक विशेष एंजाइम सीएमपी फॉस्फोडिएस्टरेज़ की मदद से की जाती है, जो एडेनोसिन-5-मोनोफॉस्फेट के गठन के साथ इस द्वितीयक दूत के हाइड्रोलिसिस का कारण बनता है। हालांकि, यह हाइड्रोलिसिस उत्पाद सेल में एडेनोसिन में परिवर्तित हो जाता है, जिसमें दूसरे संदेशवाहक का प्रभाव भी होता है, क्योंकि यह सेल में मिथाइलेशन प्रक्रियाओं को दबा देता है।

Guanylate cyclase-cGMP सिस्टम।मेम्ब्रेन गनीलेट साइक्लेज़ का सक्रियण हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स के प्रत्यक्ष प्रभाव में नहीं होता है, लेकिन अप्रत्यक्ष रूप से आयनित कैल्शियम और ऑक्सीडेंट झिल्ली सिस्टम के माध्यम से होता है। गनीलेट साइक्लेज गतिविधि की उत्तेजना, जो एसिटाइलकोलाइन के प्रभाव को निर्धारित करती है, को भी Ca2+ के माध्यम से मध्यस्थ किया जाता है। गनीलेट साइक्लेज की सक्रियता के माध्यम से, एट्रियल नैट्रियूरेटिक हार्मोन, एक एट्रियोपेप्टाइड भी प्रभाव का एहसास करता है। पेरोक्सीडेशन को सक्रिय करके, गनीलेट साइक्लेज़ संवहनी दीवार के एंडोथेलियल हार्मोन, नाइट्रिक ऑक्साइड, एक आरामदायक एंडोथेलियल कारक को उत्तेजित करता है। गनीलेट साइक्लेज़ के प्रभाव में, cGMP को GTP से संश्लेषित किया जाता है, जो cGMP पर निर्भर प्रोटीन किनेसेस को सक्रिय करता है, जो पोत की दीवारों की चिकनी मांसपेशियों में मायोसिन प्रकाश श्रृंखलाओं के फॉस्फोराइलेशन की दर को कम करता है, जिससे उनकी शिथिलता होती है। अधिकांश ऊतकों में, cAMP और cGMP के जैव रासायनिक और शारीरिक प्रभाव विपरीत होते हैं। उदाहरण सीएमपी के प्रभाव में हृदय संकुचन की उत्तेजना और सीजीएमपी द्वारा उनका अवरोध, सीजीएमपी द्वारा आंतों की चिकनी मांसपेशियों के संकुचन की उत्तेजना और सीएएमपी का दमन है। cGMP प्रकाश फोटॉनों के प्रभाव में रेटिनल रिसेप्टर्स का हाइपरप्लोरीकरण प्रदान करता है। सीजीएमपी का एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस, और इसलिए हार्मोनल प्रभाव की समाप्ति, एक विशिष्ट फॉस्फोडिएस्टरेज़ का उपयोग करके किया जाता है।

फॉस्फोलिपेज़ सी सिस्टम - इनोसिटोल-3-फॉस्फेट।नियामक जी-प्रोटीन की भागीदारी के साथ हार्मोन रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स झिल्ली एंजाइम फॉस्फोलिपेज़ सी की सक्रियता की ओर जाता है, जो दो दूसरे दूतों के गठन के साथ झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स के हाइड्रोलिसिस का कारण बनता है: इनोसिटोल-3-फॉस्फेट और डायसिलग्लिसरॉल। Inositol-3-फॉस्फेट इंट्रासेल्युलर डिपो से Ca2 + की रिहाई का कारण बनता है, मुख्य रूप से एंडोप्लाज़मिक रेटिकुलम से, आयनित कैल्शियम एक विशेष प्रोटीन शांतोडुलिन से बांधता है, जो प्रोटीन किनेसेस की सक्रियता और इंट्रासेल्युलर संरचनात्मक प्रोटीन और एंजाइमों के फॉस्फोराइलेशन को सुनिश्चित करता है। बदले में, डायसिलग्लिसरॉल आयनित कैल्शियम के लिए प्रोटीन किनेज सी की आत्मीयता में तेज वृद्धि में योगदान देता है, बाद में शांतोडुलिन की भागीदारी के बिना इसे सक्रिय करता है, जो प्रोटीन फास्फारिलीकरण की प्रक्रियाओं के साथ भी समाप्त होता है। Diacylglycerol एक साथ फॉस्फोलिपेज़ A-2 को सक्रिय करके हार्मोनल प्रभाव की मध्यस्थता का एक और तरीका लागू करता है। झिल्ली के अंतिम फॉस्फोलिपिड्स के प्रभाव में, एराकिडोनिक एसिड बनता है, जो पदार्थों के शक्तिशाली चयापचय और शारीरिक प्रभावों का एक स्रोत है - प्रोस्टाग्लैंडिंस और ल्यूकोट्रिएनेस। शरीर की विभिन्न कोशिकाओं में, द्वितीयक दूतों के निर्माण का एक या दूसरा तरीका प्रबल होता है, जो अंततः हार्मोन के शारीरिक प्रभाव को निर्धारित करता है। माध्यमिक मध्यस्थों की मानी गई प्रणाली के माध्यम से, एड्रेनालाईन (अल्फा एड्रेनोरिसेप्टर के संबंध में), वैसोप्रेसिन (वी -1 रिसेप्टर के संबंध में), एंजियोटेंसिन- I, सोमैटोस्टैटिन और ऑक्सीटोसिन के प्रभाव का एहसास होता है।

कैल्शियम-शांतोडुलिन प्रणाली. आयनित कैल्शियम एक हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स के गठन के बाद कोशिका में प्रवेश करता है, या तो झिल्ली के धीमे कैल्शियम चैनलों की सक्रियता के कारण बाह्य वातावरण से (जैसा कि होता है, उदाहरण के लिए, मायोकार्डियम में), या प्रभाव के तहत इंट्रासेल्युलर डिपो से इनोसिटोल-3-फॉस्फेट का। गैर-मांसपेशी कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में, कैल्शियम एक विशेष प्रोटीन, शांतोडुलिन से बंधता है, और मांसपेशियों की कोशिकाओं में, ट्रोपोनिन सी शांतोडुलिन की भूमिका निभाता है। कैल्शियम-बाध्य शांतोडुलिन अपने स्थानिक संगठन को बदलता है और कई प्रोटीन किनेसेस को सक्रिय करता है जो फॉस्फोराइलेशन प्रदान करता है और इसके परिणामस्वरूप , प्रोटीन की संरचना और गुणों में परिवर्तन। इसके अलावा, कैल्शियम-शांतोडुलिन कॉम्प्लेक्स सीएएमपी फॉस्फोडिएस्टरेज़ को सक्रिय करता है, जो दूसरे संदेशवाहक के रूप में चक्रीय यौगिक के प्रभाव को दबा देता है। कोशिका में कैल्शियम की एक अल्पकालिक वृद्धि और एक हार्मोनल उत्तेजना के कारण शांतोडुलिन के लिए इसका बंधन कई शारीरिक प्रक्रियाओं के लिए एक प्रारंभिक उत्तेजना है - मांसपेशियों में संकुचन, हार्मोन का स्राव और मध्यस्थों की रिहाई, डीएनए संश्लेषण, कोशिका गतिशीलता में परिवर्तन, का परिवहन झिल्लियों के माध्यम से पदार्थ, एंजाइम गतिविधि में परिवर्तन।

माध्यमिक मध्यस्थों के संबंधशरीर की कोशिकाओं में, कई द्वितीयक संदेशवाहक मौजूद होते हैं या एक साथ बन सकते हैं। इस संबंध में, माध्यमिक मध्यस्थों के बीच विभिन्न संबंध स्थापित होते हैं: 1) समान भागीदारी, जब एक पूर्ण हार्मोनल प्रभाव के लिए विभिन्न मध्यस्थों की आवश्यकता होती है; 2) मध्यस्थों में से एक मुख्य है, और दूसरा केवल पहले के प्रभावों की प्राप्ति में योगदान देता है; 3) मध्यस्थ क्रमिक रूप से कार्य करते हैं (उदाहरण के लिए, इनोसिटोल-3-फॉस्फेट कैल्शियम की रिहाई प्रदान करता है, डायसिलग्लिसरॉल प्रोटीन किनेज सी के साथ कैल्शियम की बातचीत को सुविधाजनक बनाता है); 4) विनियामक विश्वसनीयता के उद्देश्य से अतिरेक प्रदान करने के लिए मध्यस्थ एक दूसरे की नकल करते हैं; 5) मध्यस्थ प्रतिपक्षी हैं, अर्थात उनमें से एक प्रतिक्रिया को चालू करता है, और दूसरा रोकता है (उदाहरण के लिए, जहाजों की चिकनी मांसपेशियों में, इनोसिटोल-3-फॉस्फेट और कैल्शियम उनके संकुचन का एहसास करते हैं, और सीएएमपी - विश्राम)।

दूत- कम आणविक भार वाले पदार्थ जो कोशिका के अंदर हार्मोन संकेतों को ले जाते हैं। उनके पास आंदोलन, दरार या हटाने की उच्च दर है (सीए 2+, सीएएमपी, सीजीएमपी, डीएजी, आईटीएफ)।

दूतों के आदान-प्रदान के उल्लंघन से गंभीर परिणाम सामने आते हैं। उदाहरण के लिए, फोर्बोल एस्टर, जो डीएजी के अनुरूप हैं, लेकिन इसके विपरीत वे शरीर में नहीं टूटते हैं, घातक ट्यूमर के विकास में योगदान करते हैं।

शिविर 1950 के दशक में सदरलैंड द्वारा खोजा गया। इस खोज के लिए उन्हें प्राप्त हुआ नोबेल पुरुस्कार. सीएएमपी ऊर्जा भंडार (यकृत में कार्बोहाइड्रेट का टूटना या वसा कोशिकाओं में ट्राइग्लिसराइड्स का टूटना), गुर्दे द्वारा जल प्रतिधारण में, कैल्शियम चयापचय के सामान्यीकरण में, हृदय संकुचन की शक्ति और आवृत्ति को बढ़ाने में शामिल है। चिकनी मांसपेशियों को आराम देने में स्टेरॉयड हार्मोन का निर्माण, और इसी तरह।

cGMP PC G, PDE, Ca 2+ -ATPase को सक्रिय करता है, Ca 2+ चैनलों को बंद करता है और साइटोप्लाज्म में Ca 2+ के स्तर को कम करता है।

एंजाइमों

कैस्केड सिस्टम के एंजाइम उत्प्रेरित करते हैं:

• हार्मोनल सिग्नल के माध्यमिक मध्यस्थों का गठन;
• सक्रियण और अन्य एंजाइमों का निषेध;
• उत्पादों में सबस्ट्रेट्स का परिवर्तन;

एडिनाइलेट साइक्लेज (एसी)

120 से 150 kDa के द्रव्यमान वाले ग्लाइकोप्रोटीन में 8 आइसोफॉर्म होते हैं, जो एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम का एक प्रमुख एंजाइम है, जिसमें Mg 2+ ATP से द्वितीयक संदेशवाहक cAMP के निर्माण को उत्प्रेरित करता है।

एसी में 2-एसएच समूह होते हैं, एक जी-प्रोटीन के साथ बातचीत के लिए, दूसरा कटैलिसीस के लिए। AC में कई एलोस्टेरिक केंद्र होते हैं: Mg 2+, Mn 2+, Ca 2+, एडेनोसिन और फोरस्किन के लिए।

कोशिका झिल्ली के अंदर स्थित सभी कोशिकाओं में पाया जाता है। एसी गतिविधि द्वारा नियंत्रित किया जाता है: 1) बाह्य नियामक - जी-प्रोटीन के माध्यम से हार्मोन, इकोसैनोइड्स, बायोजेनिक एमाइन; 2) सीए 2+ (4 सीए 2+ एसी के आश्रित आइसोफॉर्म सीए 2+ द्वारा सक्रिय होते हैं) का एक इंट्रासेल्यूलर नियामक।

प्रोटीन किनेज ए (पीसी ए)

पीके ए सभी कोशिकाओं में मौजूद है, नियामक प्रोटीन और एंजाइमों के सेरीन और थ्रेओनीन के ओएच समूहों के फास्फारिलीकरण की प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम में भाग लेता है, और सीएएमपी द्वारा उत्तेजित होता है। पीसी ए में 4 सबयूनिट होते हैं: 2 नियामक आर(वजन 38000 Da) और 2 उत्प्रेरक से(वजन 49000 दा)। नियामक उपइकाइयों में से प्रत्येक में 2 सीएमपी बाध्यकारी साइटें हैं। टेट्रामर की कोई उत्प्रेरक गतिविधि नहीं है। 4 cAMP को 2 R उपइकाइयों से जोड़ने से उनके संरूपण और टेट्रामर के वियोजन में परिवर्तन होता है। उसी समय, 2 सक्रिय उत्प्रेरक सबयूनिट्स सी जारी किए जाते हैं, जो नियामक प्रोटीन और एंजाइमों की फॉस्फोराइलेशन प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं, जिससे उनकी गतिविधि बदल जाती है।

प्रोटीन किनेज सी (पीसी सी)

पीसी सी इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट सिस्टम में भाग लेता है और सीए 2+, डीएजी और फॉस्फेटिडिलसेरिन द्वारा प्रेरित होता है। इसका एक नियामक और उत्प्रेरक डोमेन है। पीसी सी एंजाइम प्रोटीन की फास्फारिलीकरण प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है।

प्रोटीन किनेज जी (पीसी जी)केवल फेफड़े, सेरिबैलम, चिकनी मांसपेशियों और प्लेटलेट्स में मौजूद होता है, गनीलेट साइक्लेज सिस्टम में भाग लेता है। पीसी जी में 2 सबयूनिट होते हैं, जो सीजीएमपी द्वारा उत्तेजित होते हैं, एंजाइम प्रोटीन की फास्फारिलीकरण प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं।

फास्फोलिपेज़ सी (पीएल सी)

डीएजी और आईपी 3 के गठन के साथ फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल में फॉस्फोएस्टर बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करता है, जिसमें 10 आइसोफॉर्म होते हैं। FL C को G-प्रोटीन के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है और Ca 2+ द्वारा सक्रिय किया जाता है।

फॉस्फोडिएस्टरेज़ (पीडीई)

एडीनाइलेट साइक्लेज और गनीलेट साइक्लेज सिस्टम को निष्क्रिय करके पीडीई सीएएमपी और सीजीएमपी को एएमपी और जीएमपी में परिवर्तित करता है। PDE Ca 2+, 4Ca 2+ -calmodulin, cGMP द्वारा सक्रिय होता है।

कोई सिंथेज़ नहींएक जटिल एंजाइम है, जो एक मंदक है, जिसमें से प्रत्येक सबयूनिट्स में कई कॉफ़ैक्टर्स जुड़े होते हैं। NO सिंथेज़ में आइसोफॉर्म होते हैं।

मानव और पशु शरीर की अधिकांश कोशिकाएं NO को संश्लेषित करने और जारी करने में सक्षम हैं, लेकिन तीन कोशिका आबादी का सबसे अधिक अध्ययन किया जाता है: रक्त वाहिकाओं, न्यूरॉन्स और मैक्रोफेज के एंडोथेलियम। संश्लेषक ऊतक के प्रकार के अनुसार, NO सिंथेज़ में 3 मुख्य आइसोफॉर्म होते हैं: न्यूरोनल, मैक्रोफेज और एंडोथेलियल (क्रमशः, NO सिंथेज़ I, II और III के रूप में चिह्नित)।

NO सिंथेज़ के न्यूरोनल और एंडोथेलियल आइसोफॉर्म लगातार छोटी मात्रा में कोशिकाओं में मौजूद होते हैं और शारीरिक सांद्रता में NO को संश्लेषित करते हैं। वे शांतोडुलिन -4Ca 2+ कॉम्प्लेक्स द्वारा सक्रिय होते हैं।

मैक्रोफेज में NO सिंथेज़ II सामान्य रूप से अनुपस्थित होता है। जब मैक्रोफेज माइक्रोबियल उत्पत्ति या साइटोकिन्स के लिपोपॉलेसेकेराइड के संपर्क में आते हैं, तो वे भारी मात्रा में NO-सिंथेज़ II (NO-सिंथेज़ I और III से 100-1000 गुना अधिक) का संश्लेषण करते हैं, जो विषाक्त सांद्रता में NO उत्पन्न करता है। ग्लुकोकोर्टिकोइड्स (हाइड्रोकोर्टिसोन, कोर्टिसोल), जो उनके विरोधी भड़काऊ गतिविधि के लिए जाना जाता है, कोशिकाओं में नो-सिंथेस अभिव्यक्ति को रोकता है।

क्रिया सं

NO एक कम आणविक भार वाली गैस है, आसानी से कोशिका झिल्लियों और अंतरकोशिकीय पदार्थों के घटकों में प्रवेश करती है, इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता होती है, इसका आधा जीवन औसतन 5 s से अधिक नहीं होता है, संभावित प्रसार की दूरी छोटी होती है, औसतन 30 माइक्रोन .

शारीरिक सांद्रता पर, NO का शक्तिशाली वासोडिलेटिंग प्रभाव होता है।:

एंडोथेलियम लगातार थोड़ी मात्रा में NO पैदा करता है।

विभिन्न प्रभावों के तहत - यांत्रिक (उदाहरण के लिए, बढ़ी हुई धारा या रक्त स्पंदन के साथ), रासायनिक (बैक्टीरिया के लिपोपॉलेसेकेराइड, लिम्फोसाइटों के साइटोकिन्स और प्लेटलेट्स, आदि) - एंडोथेलियल कोशिकाओं में कोई संश्लेषण नहीं होता है।

· एंडोथेलियम से नहीं, पोत की दीवार की पड़ोसी चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं में फैलता है, उनमें गनीलेट साइक्लेज को सक्रिय करता है, जो 5s के बाद cGMP को संश्लेषित करता है।

cGMP से कोशिकाओं के साइटोसोल में कैल्शियम आयनों के स्तर में कमी आती है और मायोसिन और एक्टिन के बीच संबंध कमजोर हो जाता है, जिससे कोशिकाएं 10 सेकंड के बाद शिथिल हो जाती हैं।

नाइट्रोग्लिसरीन औषधि इसी सिद्धांत पर कार्य करती है। जब नाइट्रोग्लिसरीन टूट जाता है, तो NO बनता है, जिससे हृदय के जहाजों का विस्तार होता है और परिणामस्वरूप, दर्द की भावना से राहत मिलती है।

NO मस्तिष्क वाहिकाओं के लुमेन को नियंत्रित करता है। मस्तिष्क के किसी भी क्षेत्र में न्यूरॉन्स की सक्रियता NO सिंथेज़ और / या एस्ट्रोसाइट्स वाले न्यूरॉन्स की उत्तेजना की ओर ले जाती है, जिसमें NO संश्लेषण भी प्रेरित किया जा सकता है, और कोशिकाओं से निकलने वाली गैस के क्षेत्र में स्थानीय वासोडिलेशन की ओर जाता है उत्तेजना।

NO सेप्टिक शॉक के विकास में शामिल होता है, जब बड़ी संख्या में रक्त में घूमने वाले सूक्ष्मजीव एंडोथेलियम में NO के संश्लेषण को तेजी से सक्रिय करते हैं, जिससे छोटी रक्त वाहिकाओं का लंबा और मजबूत विस्तार होता है और, परिणामस्वरूप, एक महत्वपूर्ण में कमी रक्त चापचिकित्सीय रूप से इलाज करना मुश्किल है।

शारीरिक सांद्रता पर, NO रक्त के रियोलॉजिकल गुणों में सुधार करता है।:

एंडोथेलियम में गठित एनओ एंडोथेलियम को ल्यूकोसाइट्स और प्लेटलेट्स के आसंजन को रोकता है और बाद के एकत्रीकरण को भी कम करता है।

NO एक एंटीग्रोथ कारक के रूप में कार्य कर सकता है जो संवहनी दीवार में चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं के प्रसार को रोकता है, एथेरोस्क्लेरोसिस के रोगजनन में एक महत्वपूर्ण कड़ी है।

उच्च सांद्रता में, NO का कोशिकाओं (बैक्टीरिया, कैंसर, आदि) पर साइटोस्टैटिक और साइटोलिटिक प्रभाव होता है। इस अनुसार:

· रेडिकल सुपरऑक्साइड आयनों के साथ NO की परस्पर क्रिया से पेरोक्सीनाइट्राइट (ONOO-) उत्पन्न होता है, जो एक मजबूत विषैला ऑक्सीडाइजिंग एजेंट है;

NO आयरन युक्त एंजाइमों के हेमिन समूह को दृढ़ता से बांधता है और उन्हें रोकता है (माइटोकॉन्ड्रियल ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण एंजाइमों का निषेध एटीपी संश्लेषण को रोकता है, डीएनए प्रतिकृति एंजाइमों का निषेध डीएनए में क्षति के संचय में योगदान देता है)।

· एनओ और पेरोक्सीनाइट्राइट सीधे डीएनए को नुकसान पहुंचा सकते हैं, इससे सुरक्षात्मक तंत्र की सक्रियता होती है, विशेष रूप से एंजाइम पॉली (एडीपी-राइबोस) सिंथेटेज़ की उत्तेजना, जो एटीपी के स्तर को और कम कर देती है और कोशिका मृत्यु (एपोप्टोसिस के माध्यम से) हो सकती है। .

समान जानकारी।

हार्मोन क्रिया के माध्यमिक मध्यस्थ हैं:

1. एडिनाइलेट साइक्लेज और चक्रीय एएमपी,

2. गुआनाइलेट साइक्लेज और चक्रीय जीएमएफ,

3. फास्फोलिपेज़ सी:

डायसिलग्लिसरॉल (DAG),

इनोसिटोल-ट्राई-फ़स्फेट (IF3),

4. आयनित सीए - शांतोडुलिन

विषमपोषी प्रोटीन जी-प्रोटीन।

यह प्रोटीन झिल्ली में लूप बनाता है और इसमें 7 खंड होते हैं। उनकी तुलना नागिन रिबन से की जाती है। इसमें एक फैला हुआ (बाहरी) और भीतरी भाग होता है। एक हार्मोन बाहरी भाग से जुड़ा होता है, और आगे भीतरी सतह 3 सबयूनिट हैं - अल्फा, बीटा और गामा। निष्क्रिय अवस्था में, इस प्रोटीन में ग्वानोसिन डाइफॉस्फेट होता है। लेकिन सक्रिय होने पर, ग्वानोसिन डाइफॉस्फेट ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट में बदल जाता है। जी-प्रोटीन की गतिविधि में बदलाव या तो झिल्ली की आयनिक पारगम्यता में बदलाव की ओर जाता है, या एंजाइम सिस्टम (एडिनाइलेट साइक्लेज, गुआनाइलेट साइक्लेज, फॉस्फोलिपेज़ सी) सेल में सक्रिय होता है। यह विशिष्ट प्रोटीन के निर्माण का कारण बनता है, प्रोटीन किनेज सक्रिय होता है (फॉस्फोराइलेशन प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक)।

जी-प्रोटीन सक्रिय (जीएस) और अवरोधक, या दूसरे शब्दों में, अवरोधक (जीआई) हो सकते हैं।

चक्रीय एएमपी का विनाश एंजाइम फॉस्फोडिएस्टरेज़ की क्रिया के तहत होता है। चक्रीय HMF का विपरीत प्रभाव पड़ता है। जब फॉस्फोलिपेज़ सी सक्रिय होता है, तो पदार्थ बनते हैं जो कोशिका के अंदर आयनित कैल्शियम के संचय में योगदान करते हैं। कैल्शियम प्रोटीन साइनेज को सक्रिय करता है, मांसपेशियों के संकुचन को बढ़ावा देता है। डायसिलग्लिसरॉल मेम्ब्रेन फॉस्फोलिपिड्स को एराकिडोनिक एसिड में बदलने को बढ़ावा देता है, जो प्रोस्टाग्लैंडिंस और ल्यूकोट्रिएनेस के गठन का स्रोत है।

हार्मोन रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स न्यूक्लियस में प्रवेश करता है और डीएनए पर कार्य करता है, जो ट्रांसक्रिप्शन प्रक्रियाओं को बदलता है और एमआरएनए बनता है, जो न्यूक्लियस को छोड़ देता है और रिबोसोम में जाता है।

इसलिए, हार्मोन प्रदान कर सकते हैं:

1. काइनेटिक या प्रारंभिक क्रिया,

2. मेटाबोलिक क्रिया,

3. मॉर्फोजेनेटिक क्रिया (ऊतक विभेदन, वृद्धि, कायांतरण),

4. सुधारात्मक कार्रवाई (सुधारात्मक, अनुकूली)।

कोशिकाओं में हार्मोन की क्रिया के तंत्र:

कोशिका झिल्लियों की पारगम्यता में परिवर्तन,

एंजाइम सिस्टम का सक्रियण या अवरोध,

आनुवंशिक जानकारी पर प्रभाव।

विनियमन अंतःस्रावी और तंत्रिका तंत्र की घनिष्ठ बातचीत पर आधारित है। तंत्रिका तंत्र में उत्तेजना की प्रक्रिया अंतःस्रावी ग्रंथियों की गतिविधि को सक्रिय या बाधित कर सकती है। (उदाहरण के लिए, एक खरगोश में ओव्यूलेशन की प्रक्रिया पर विचार करें। एक खरगोश में ओव्यूलेशन संभोग के कार्य के बाद ही होता है, जो पिट्यूटरी ग्रंथि से गोनैडोट्रोपिक हार्मोन की रिहाई को उत्तेजित करता है। बाद वाला ओव्यूलेशन की प्रक्रिया का कारण बनता है)।

मानसिक आघात के हस्तांतरण के बाद, थायरोटॉक्सिकोसिस हो सकता है। तंत्रिका तंत्रपिट्यूटरी हार्मोन (न्यूरोहोर्मोन) की रिहाई को नियंत्रित करता है, और पिट्यूटरी ग्रंथि अन्य ग्रंथियों की गतिविधि को प्रभावित करती है।

प्रतिक्रिया तंत्र हैं। शरीर में एक हार्मोन का संचय संबंधित ग्रंथि द्वारा इस हार्मोन के उत्पादन को रोकता है, और कमी हार्मोन के गठन को उत्तेजित करने के लिए एक तंत्र होगा।

एक स्व-नियमन तंत्र है। (उदाहरण के लिए, रक्त ग्लूकोज इंसुलिन और/या ग्लूकागन के उत्पादन को निर्धारित करता है; यदि चीनी का स्तर बढ़ता है, तो इंसुलिन का उत्पादन होता है, और यदि यह गिरता है, तो ग्लूकागन का उत्पादन होता है। Na की कमी एल्डोस्टेरोन के उत्पादन को उत्तेजित करती है।)

5. हाइपोथैलेमो-पिट्यूटरी सिस्टम। उसकी कार्यात्मक संगठन. हाइपोथैलेमस की तंत्रिका स्रावी कोशिकाएं। ट्रोपिक हार्मोन के लक्षण और हार्मोन जारी करना (लिबरिन, स्टैटिन)। एपिफ़िसिस (पीनियल ग्रंथि)।

6. एडेनोहाइपोफिसिस, हाइपोथैलेमस के साथ इसका संबंध। पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि के हार्मोन की क्रिया की प्रकृति। एडेनोहाइपोफिसिस हार्मोन का हाइपो- और हाइपरसेक्रिटेशन। पूर्वकाल लोब के हार्मोन के गठन में उम्र से संबंधित परिवर्तन।

एडेनोहाइपोफिसिस की कोशिकाएं (हिस्टोलॉजी के दौरान उनकी संरचना और संरचना देखें) निम्नलिखित हार्मोन का उत्पादन करती हैं: सोमाटोट्रोपिन (ग्रोथ हार्मोन), प्रोलैक्टिन, थायरोट्रोपिन (थायराइड-उत्तेजक हार्मोन), कूप-उत्तेजक हार्मोन, ल्यूटिनाइजिंग हार्मोन, कॉर्टिकोट्रोपिन (एसीटीएच), मेलानोट्रोपिन, बीटा-एंडोर्फिन, डायबेटोजेनिक पेप्टाइड, एक्सोफथाल्मिक कारक और डिम्बग्रंथि वृद्धि हार्मोन। आइए उनमें से कुछ के प्रभावों पर अधिक विस्तार से विचार करें।

कॉर्टिकोट्रोपिन . (एड्रेनोकोर्टिकोट्रोपिक हार्मोन - एसीटीएच) एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा लगातार स्पंदित फटने में स्रावित होता है जिसमें एक स्पष्ट दैनिक लय होती है। कॉर्टिकोट्रोपिन का स्राव प्रत्यक्ष और प्रतिक्रिया द्वारा नियंत्रित होता है। सीधा संबंध हाइपोथैलेमस पेप्टाइड - कॉर्टिकोलिबरिन द्वारा दर्शाया गया है, जो कॉर्टिकोट्रोपिन के संश्लेषण और स्राव को बढ़ाता है। प्रतिक्रिया कोर्टिसोल (अधिवृक्क प्रांतस्था के हार्मोन) के रक्त स्तर से शुरू होती है और हाइपोथैलेमस और एडेनोहाइपोफिसिस दोनों के स्तर पर बंद हो जाती है, और कोर्टिसोल एकाग्रता में वृद्धि कॉर्टिकोलिबरिन और कॉर्टिकोट्रोपिन के स्राव को रोकती है।

कॉर्टिकोट्रोपिन में दो प्रकार की क्रिया होती है - अधिवृक्क और अतिरिक्त अधिवृक्क। अधिवृक्क क्रिया मुख्य है और इसमें ग्लूकोकार्टिकोइड्स के स्राव को बहुत कम हद तक उत्तेजित करना शामिल है - मिनरलोकोर्टिकोइड्स और एण्ड्रोजन। हार्मोन अधिवृक्क प्रांतस्था में हार्मोन के संश्लेषण को बढ़ाता है - स्टेरॉइडोजेनेसिस और प्रोटीन संश्लेषण, अधिवृक्क प्रांतस्था के अतिवृद्धि और हाइपरप्लासिया के लिए अग्रणी। अतिरिक्त-अधिवृक्क क्रिया में वसा ऊतक के लिपोलिसिस, इंसुलिन का बढ़ा हुआ स्राव, हाइपोग्लाइसीमिया, हाइपरपिग्मेंटेशन के साथ मेलेनिन का बढ़ा हुआ जमाव होता है।

कॉर्टिकोट्रोपिन की अधिकता के साथ कोर्टिसोल स्राव में प्रमुख वृद्धि के साथ हाइपरकोर्टिसोलिज्म का विकास होता है और इसे इटेनको-कुशिंग रोग कहा जाता है। मुख्य अभिव्यक्तियाँ ग्लुकोकोर्टिकोइड्स की अधिकता की विशेषता हैं: मोटापा और अन्य चयापचय परिवर्तन, प्रतिरक्षा तंत्र की प्रभावशीलता में कमी, विकास धमनी का उच्च रक्तचापऔर मधुमेह की संभावना। कॉर्टिकोट्रोपिन की कमी स्पष्ट चयापचय परिवर्तनों के साथ-साथ प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों के लिए शरीर के प्रतिरोध में कमी के साथ एड्रेनल ग्रंथियों के ग्लुकोकोर्टिकोइड फ़ंक्शन की अपर्याप्तता का कारण बनती है।

सोमेटोट्रापिन. . ग्रोथ हार्मोन में मेटाबोलिक प्रभाव की एक विस्तृत श्रृंखला होती है जो मोर्फोजेनेटिक प्रभाव प्रदान करती है। हार्मोन प्रोटीन चयापचय को प्रभावित करता है, अनाबोलिक प्रक्रियाओं को बढ़ाता है। यह कोशिकाओं में अमीनो एसिड के प्रवेश को उत्तेजित करता है, अनुवाद को तेज करके प्रोटीन संश्लेषण और आरएनए संश्लेषण को सक्रिय करता है, कोशिका विभाजन और ऊतक वृद्धि को बढ़ाता है, और प्रोटियोलिटिक एंजाइमों को रोकता है। उपास्थि में सल्फेट, डीएनए में थाइमिडीन, कोलेजन में प्रोलाइन, आरएनए में यूरिडीन को शामिल करने को उत्तेजित करता है। हार्मोन एक सकारात्मक नाइट्रोजन संतुलन का कारण बनता है। क्षारीय फॉस्फेट को सक्रिय करके एपिफेसील उपास्थि के विकास और हड्डी के ऊतकों द्वारा उनके प्रतिस्थापन को उत्तेजित करता है।

कार्बोहाइड्रेट चयापचय पर प्रभाव दुगना है। एक ओर, सोमाटोट्रोपिन इंसुलिन उत्पादन को बढ़ाता है, दोनों बीटा कोशिकाओं पर प्रत्यक्ष प्रभाव के कारण, और यकृत और मांसपेशियों में ग्लाइकोजन के टूटने के कारण हार्मोन-प्रेरित हाइपरग्लाइसेमिया के कारण होता है। सोमाटोट्रोपिन लिवर इंसुलिनेज़ को सक्रिय करता है, एक एंजाइम जो इंसुलिन को तोड़ता है। दूसरी ओर, सोमाटोट्रोपिन का काउंटर-इन्सुलर प्रभाव होता है, जो ऊतकों में ग्लूकोज के उपयोग को रोकता है। प्रभावों का यह संयोजन, यदि अत्यधिक स्राव की स्थितियों के तहत पूर्वनिर्धारित होता है, तो इसका कारण बन सकता है मधुमेह, मूल रूप से पिट्यूटरी कहा जाता है।

वसा के चयापचय पर प्रभाव वसा ऊतक के लिपोलिसिस और कैटेकोलामाइंस के लिपोलाइटिक प्रभाव को उत्तेजित करना है, रक्त में मुक्त फैटी एसिड के स्तर को बढ़ाता है; लीवर में इनके अधिक सेवन और ऑक्सीडेशन के कारण कीटोन बॉडीज का निर्माण बढ़ जाता है। सोमाटोट्रोपिन के इन प्रभावों को मधुमेहजन्य के रूप में भी वर्गीकृत किया गया है।

यदि कम उम्र में हार्मोन की अधिकता होती है, तो अंगों और धड़ के आनुपातिक विकास के साथ विशालता का निर्माण होता है। किशोरावस्था और वयस्कता में हार्मोन की अधिकता से कंकाल की हड्डियों के एपिफेसील वर्गों के विकास में वृद्धि होती है, अपूर्ण अस्थिभंग वाले क्षेत्र, जिसे एक्रोमेगाली कहा जाता है। . आकार और आंतरिक अंगों में वृद्धि - स्प्लानहोमेगाली।

हार्मोन की जन्मजात कमी के साथ, बौनापन बनता है, जिसे "पिट्यूटरी नैनिज़्म" कहा जाता है। गुलिवर के बारे में जे. स्विफ्ट के उपन्यास के प्रकाशन के बाद, ऐसे लोगों को बोलचाल की भाषा में लिलिपुटियन कहा जाता है। अन्य मामलों में, अधिग्रहित हार्मोन की कमी एक हल्के स्टंटिंग का कारण बनती है।

प्रोलैक्टिन . प्रोलैक्टिन के स्राव को हाइपोथैलेमिक पेप्टाइड्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है - अवरोधक प्रोलैक्टिनोस्टैटिन और उत्तेजक प्रोलैक्टोलिबरिन। हाइपोथैलेमिक न्यूरोपैप्टाइड्स का उत्पादन डोपामिनर्जिक नियंत्रण में है। रक्त में एस्ट्रोजेन और ग्लुकोकोर्टिकोइड्स का स्तर प्रोलैक्टिन स्राव की मात्रा को प्रभावित करता है।

और थायराइड हार्मोन।

प्रोलैक्टिन विशेष रूप से स्तन ग्रंथि के विकास और दुद्ध निकालना को उत्तेजित करता है, लेकिन इसके स्राव को नहीं, जो ऑक्सीटोसिन द्वारा प्रेरित होता है।

स्तन ग्रंथियों के अलावा, प्रोलैक्टिन सेक्स ग्रंथियों को प्रभावित करता है, कॉर्पस ल्यूटियम की स्रावी गतिविधि और प्रोजेस्टेरोन के गठन को बनाए रखने में मदद करता है। प्रोलैक्टिन पानी-नमक चयापचय का एक नियामक है, पानी और इलेक्ट्रोलाइट्स के उत्सर्जन को कम करता है, वैसोप्रेसिन और एल्डोस्टेरोन के प्रभाव को प्रबल करता है, विकास को उत्तेजित करता है आंतरिक अंग, एरिथ्रोपोइज़िस, मातृत्व की वृत्ति की अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता है। प्रोटीन संश्लेषण को बढ़ाने के अलावा, यह कार्बोहाइड्रेट से वसा के निर्माण को बढ़ाता है, प्रसवोत्तर मोटापे में योगदान देता है।

मेलानोट्रोपिन . . पिट्यूटरी ग्रंथि के मध्यवर्ती लोब की कोशिकाओं में गठित। मेलानोट्रोपिन का उत्पादन हाइपोथैलेमस के मेलानोलिबेरिन द्वारा नियंत्रित किया जाता है। हार्मोन का मुख्य प्रभाव त्वचा के मेलानोसाइट्स पर कार्य करना है, जहां यह प्रक्रियाओं में वर्णक के अवसाद का कारण बनता है, मेलानोसाइट्स के आसपास के एपिडर्मिस में मुक्त वर्णक में वृद्धि और मेलेनिन संश्लेषण में वृद्धि होती है। त्वचा और बालों के रंजकता को बढ़ाता है।

न्यूरोहाइपोफिसिस, हाइपोथैलेमस के साथ इसका संबंध। पोस्टीरियर पिट्यूटरी हार्मोन (ऑक्सीगोसिन, एडीएच) के प्रभाव। शरीर में द्रव मात्रा के नियमन में ADH की भूमिका। गैर-चीनी मधुमेह।

वैसोप्रेसिन . . यह हाइपोथैलेमस के सुप्राओप्टिक और पैरावेंट्रिकुलर नाभिक की कोशिकाओं में बनता है और न्यूरोहाइपोफिसिस में जमा होता है। हाइपोथैलेमस में वैसोप्रेसिन के संश्लेषण को नियंत्रित करने वाली मुख्य उत्तेजना और पिट्यूटरी ग्रंथि द्वारा रक्त में इसके स्राव को आमतौर पर आसमाटिक कहा जा सकता है। वे द्वारा प्रतिनिधित्व कर रहे हैं: ए) रक्त प्लाज्मा के आसमाटिक दबाव में वृद्धि और रक्त वाहिकाओं के ऑस्मोरसेप्टर्स और हाइपोथैलेमस के न्यूरॉन्स-ऑस्मोरसेप्टर्स की उत्तेजना; बी) रक्त में सोडियम सामग्री में वृद्धि और हाइपोथैलेमिक न्यूरॉन्स की उत्तेजना जो सोडियम रिसेप्टर्स के रूप में कार्य करती है; ग) परिसंचारी रक्त और धमनी दबाव की केंद्रीय मात्रा में कमी, दिल के वोलोमोरेसेप्टर्स और जहाजों के तंत्रोसेप्टर्स द्वारा माना जाता है;

डी) भावनात्मक और दर्दनाक तनाव और शारीरिक गतिविधि; ई) रेनिन-एंजियोटेंसिन प्रणाली की सक्रियता और न्यूरोस्रावी न्यूरॉन्स पर एंजियोटेंसिन का उत्तेजक प्रभाव।

दो प्रकार के रिसेप्टर्स के साथ ऊतकों में हार्मोन को बांधकर वैसोप्रेसिन के प्रभाव को महसूस किया जाता है। दूसरे संदेशवाहक इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट और कैल्शियम के माध्यम से मुख्य रूप से रक्त वाहिकाओं की दीवार में स्थित Y1-प्रकार के रिसेप्टर्स से जुड़ने से संवहनी ऐंठन होती है, जो हार्मोन के नाम में योगदान करती है - "वैसोप्रेसिन"। दूसरे संदेशवाहक cAMP के माध्यम से डिस्टल नेफ्रॉन में Y2-प्रकार के रिसेप्टर्स को बांधना पानी के लिए नेफ्रॉन के एकत्रित नलिकाओं की पारगम्यता में वृद्धि सुनिश्चित करता है, इसके पुन: अवशोषण और मूत्र की एकाग्रता, जो वैसोप्रेसिन के दूसरे नाम से मेल खाती है - "एंटीडाययूरेटिक हार्मोन," एडीएच"।

गुर्दे पर कार्रवाई के अलावा और रक्त वाहिकाएं, वैसोप्रेसिन प्यास और पीने के व्यवहार, स्मृति तंत्र, एडेनोहाइपोफिसियल हार्मोन के स्राव के नियमन के गठन में शामिल महत्वपूर्ण मस्तिष्क न्यूरोपैप्टाइड्स में से एक है।

वैसोप्रेसिन स्राव की कमी या यहां तक ​​​​कि पूर्ण अनुपस्थिति की रिहाई के साथ मूत्राधिक्य में तेज वृद्धि के रूप में प्रकट होता है एक बड़ी संख्या मेंहाइपोटोनिक मूत्र। इस सिंड्रोम को कहा जाता है मूत्रमेह", यह जन्मजात या अधिग्रहित हो सकता है। अतिरिक्त वैसोप्रेसिन (पार्चोन सिंड्रोम) का सिंड्रोम स्वयं प्रकट होता है

शरीर में अत्यधिक द्रव प्रतिधारण में।

ऑक्सीटोसिन . हाइपोथैलेमस के पैरावेंट्रिकुलर नाभिक में ऑक्सीटोसिन का संश्लेषण और न्यूरोहाइपोफिसिस से रक्त में इसकी रिहाई गर्भाशय ग्रीवा और स्तन ग्रंथि रिसेप्टर्स के खिंचाव रिसेप्टर्स की उत्तेजना पर एक पलटा मार्ग द्वारा उत्तेजित होती है। एस्ट्रोजेन ऑक्सीटोसिन के स्राव को बढ़ाते हैं।

ऑक्सीटोसिन निम्नलिखित प्रभावों का कारण बनता है: ए) गर्भाशय की चिकनी मांसपेशियों के संकुचन को उत्तेजित करता है, बच्चे के जन्म में योगदान देता है; बी) दूध की रिहाई सुनिश्चित करने, स्तनपान कराने वाली स्तन ग्रंथि के उत्सर्जन नलिकाओं की चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं के संकुचन का कारण बनता है; ग) कुछ शर्तों के तहत, इसका मूत्रवर्धक और नैट्रियूरेटिक प्रभाव होता है; घ) पीने और खाने के व्यवहार के संगठन में भाग लेता है; ई) एडेनोहाइपोफिसियल हार्मोन के स्राव के नियमन में एक अतिरिक्त कारक है।

हार्मोन की क्रिया के लिए लक्ष्य कोशिका की प्रतिक्रिया एक हार्मोन रिसेप्टर (जीएच) कॉम्प्लेक्स के निर्माण से बनती है, जो सेल प्रतिक्रिया की शुरुआत करते हुए रिसेप्टर की सक्रियता की ओर ले जाती है। हार्मोन एड्रेनालाईन, रिसेप्टर के साथ बातचीत करते समय, झिल्ली चैनल खोलता है, और ना + - इनपुट आयन वर्तमान कोशिका के कार्य को निर्धारित करता है। हालांकि, अधिकांश हार्मोन झिल्ली चैनलों को अपने आप नहीं खोलते या बंद करते हैं, लेकिन जी प्रोटीन के साथ बातचीत में।

लक्ष्य कोशिकाओं पर हार्मोन की क्रिया का तंत्र उनकी रासायनिक संरचना से जुड़ा होता है:

■ पानी में घुलनशील हार्मोन - प्रोटीन और पॉलीपेप्टाइड्स, साथ ही अमीनो एसिड डेरिवेटिव - कैटेकोलामाइन, लक्ष्य कोशिका झिल्ली के रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं, जिससे "हार्मोन-रिसेप्टर" (एचआर) कॉम्प्लेक्स बनता है। इस कॉम्प्लेक्स की उपस्थिति गठन की ओर ले जाती है एक माध्यमिक या इंट्रासेल्युलर मैसेंजर (मैसेंजर) के साथ, जिसके साथ सेल फ़ंक्शन में परिवर्तन जुड़े हुए हैं। लक्ष्य सेल की झिल्ली सतह पर रिसेप्टर्स की संख्या लगभग 104-105 है;

■ वसा में घुलनशील हार्मोन - स्टेरॉयड - लक्ष्य कोशिका की झिल्ली से होकर गुजरते हैं और प्लाज्मा रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं, जिसकी संख्या 3000 से 104 तक होती है, जो जीएच का एक परिसर बनाती है, जो फिर परमाणु झिल्ली में प्रवेश करती है। स्टेरॉयड हार्मोन और अमीनो एसिड टाइरोसिन के डेरिवेटिव - थायरोक्सिन और ट्राईआयोडोथायरोनिन - परमाणु झिल्ली में प्रवेश करते हैं और एक या अधिक गुणसूत्रों से जुड़े परमाणु रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप लक्ष्य कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण में परिवर्तन होता है।

आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, लक्ष्य कोशिकाओं में कुछ एंजाइमों के उत्प्रेरक कार्य के उत्तेजना या अवरोध के कारण हार्मोन की क्रिया होती है। यह प्रभाव दो तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है:

■ कोशिका झिल्ली की सतह पर रिसेप्टर्स के साथ हार्मोन की बातचीत और झिल्ली और साइटोप्लाज्म में जैव रासायनिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला का शुभारंभ;

■ झिल्ली के माध्यम से हार्मोन का प्रवेश और साइटोप्लाज्मिक रिसेप्टर्स के लिए बाध्यकारी, जिसके बाद हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स सेल के न्यूक्लियस और ऑर्गेनेल में प्रवेश करता है, जहां यह नए एंजाइमों को संश्लेषित करके अपने नियामक प्रभाव को महसूस करता है।

पहला मार्ग झिल्ली एंजाइमों की सक्रियता और दूसरे दूतों के निर्माण की ओर जाता है। आज, द्वितीयक दूतों की चार प्रणालियाँ ज्ञात हैं:

■ एडिनाइलेट साइक्लेज़ - सीएमपी;

■ गनीलेट साइक्लेज़ - cGMP;

■ फॉस्फोलिपेज़ - इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट;

■ शांतोडुलिन - आयनित सीए 2+।

लक्ष्य कोशिकाओं को प्रभावित करने का दूसरा तरीका कोशिका नाभिक में निहित रिसेप्टर्स के साथ हार्मोन का परिसर है, जो इसके आनुवंशिक तंत्र के सक्रियण या अवरोध की ओर जाता है।

झिल्ली रिसेप्टर्स और दूसरे संदेशवाहक (संदेशवाहक)

हार्मोन, लक्ष्य कोशिका के झिल्ली रिसेप्टर्स के लिए बाध्यकारी, "हार्मोन - रिसेप्टर" जीएच कॉम्प्लेक्स (चरण 1) (चित्र। 6.3) बनाते हैं। रिसेप्टर में गठनात्मक परिवर्तन उत्तेजक जी-प्रोटीन (रिसेप्टर के साथ एकीकृत) को सक्रिय करते हैं, जो तीन सबयूनिट्स (α-, β-, γ-) और ग्वानोसिन डिपोस्फेट (GDP) का एक जटिल है। प्रतिस्थापन

तालिका 6.11। का संक्षिप्त विवरणहार्मोन

हार्मोन का उत्पादन कहाँ होता है		हार्मोन का नाम		संक्षेपाक्षर	लक्ष्य कोशिकाओं पर प्रभाव
हाइपोथेलेमस		थायरोट्रोपिन-रिलीजिंग हार्मोन			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा थायरोट्रोपिन के उत्पादन को उत्तेजित करता है
हाइपोथेलेमस		कॉर्टिकोट्रोपिन-रिलीजिंग हार्मोन			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा एसीटीएच के उत्पादन को उत्तेजित करता है
हाइपोथेलेमस		गोनैडोट्रोपिन-रिलीजिंग हार्मोन			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा ल्यूटिनाइजिंग (एलएच) और कूप-उत्तेजक (एफएसपी) हार्मोन के उत्पादन को उत्तेजित करता है
हाइपोथेलेमस		वृद्धि हार्मोन जारी करने वाला कारक			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा वृद्धि हार्मोन के उत्पादन को उत्तेजित करता है
हाइपोथेलेमस		सोमेटोस्टैटिन			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा वृद्धि हार्मोन के उत्पादन को दबा देता है
हाइपोथेलेमस		प्रोलैक्टिन निरोधात्मक कारक (डोपामाइन)			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा प्रोलैक्टिन के उत्पादन को दबा देता है
हाइपोथेलेमस		प्रोलैक्टिन उत्तेजक कारक			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा प्रोलैक्टिन के उत्पादन को उत्तेजित करता है
हाइपोथेलेमस		ऑक्सीटोसिन			दूध स्राव, गर्भाशय के संकुचन को उत्तेजित करता है
हाइपोथेलेमस		वासोप्रेसिन - एंटीडाययूरेटिक हार्मोन			डिस्टल नेफ्रॉन में पानी के पुनःअवशोषण को उत्तेजित करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		टीएसएच, या थायरॉयड-उत्तेजक हार्मोन		टीएसएच aboTSG	संश्लेषण और स्राव को उत्तेजित करता है थाइरॉयड ग्रंथिथायरोक्सिन, ट्राईआयोडोथायरोनिन
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि					अधिवृक्क प्रांतस्था द्वारा ग्लूकोकार्टिकोइड्स (कोर्टिसोल) के स्राव को उत्तेजित करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		फॉलिकल स्टिम्युलेटिंग हॉर्मोन			कूप विकास और डिम्बग्रंथि एस्ट्रोजेन स्राव को उत्तेजित करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		ल्यूटिनकारी हार्मोन			ओव्यूलेशन को उत्तेजित करता है, कॉर्पस ल्यूटियम का गठन, साथ ही अंडाशय द्वारा एस्ट्रोजेन और प्रोजेस्टेरोन का संश्लेषण
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		ग्रोथ हार्मोन, या ग्रोथ हार्मोन			प्रोटीन संश्लेषण और समग्र विकास को उत्तेजित करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		प्रोलैक्टिन			दूध के उत्पादन और स्राव को उत्तेजित करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		β-लिपोट्रोपिन
मध्यवर्ती पिट्यूटरी ग्रंथि		मेल्ज़्नोट्रोपिन			मछली, उभयचर, सरीसृप में मेलेनिन के संश्लेषण को उत्तेजित करता है (मनुष्यों में, यह कंकाल के विकास को उत्तेजित करता है (हड्डियों का अस्थिभंग), चयापचय की तीव्रता को बढ़ाता है, गर्मी का उत्पादन, कोशिकाओं द्वारा प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट के उपयोग को बढ़ाता है, उत्तेजित करता है बच्चे के जन्म के बाद मानसिक कार्यों का गठन
थाइरोइड		एल थायरोक्सिन
		ट्राईआयोडोथायरोनिन
अधिवृक्क प्रांतस्था (जालीदार क्षेत्र)		सेक्स हार्मोन			डायहाइड्रोजेपियनड्रोस्टेरोन और एंड्रोस्टेनेडियोन के उत्पादन को उत्तेजित करता है
अधिवृक्क प्रांतस्था (पूलीय क्षेत्र)		ग्लूकोकार्टिकोइड्स (कोर्टिसोल)			ग्लूकोनोजेनेसिस को उत्तेजित करता है, विरोधी भड़काऊ प्रभाव, प्रतिरक्षा प्रणाली को दबा देता है
अधिवृक्क प्रांतस्था (ग्लोमेरुलर ज़ोन)		एल्डोस्टीरोन			Na + आयनों के पुनर्वसन को बढ़ाता है, नेफ्रॉन के नलिकाओं में K + आयनों का स्राव
सेरिब्रल पदार्थ अधिवृक्क ग्रंथि		एड्रेनालाईन, नॉरपेनेफ्रिन			अल्फा, बीटा-एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स का सक्रियण
		एस्ट्रोजेन			महिला जननांग अंगों की वृद्धि और विकास, मासिक धर्म चक्र का प्रोलिफेरेटिव चरण
		प्रोजेस्टेरोन			मासिक धर्म चक्र का स्रावी चरण
		टेस्टोस्टेरोन			शुक्राणुजनन, पुरुष माध्यमिक यौन विशेषताएं
थायरॉयड ग्रंथि की जोड़ी		पाराट हार्मोन (पैराथायरायड हार्मोन)			रक्त में सीए 2+ आयनों की सांद्रता बढ़ाता है (हड्डी का विखनिजीकरण)
थायराइड (सी-कोशिकाएं)	कैल्सीटोनिन					रक्त में Ca2 + आयनों की सांद्रता को कम करता है
गुर्दे में सक्रियता	1,25-डाइहाइड्रॉक्सीकोलेकैल्सिफेरॉल (कैल्सीट्रियोल)					सीए 2+ आयनों के आंतों के अवशोषण को बढ़ाता है
अग्न्याशय - बीटा कोशिकाएं						रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता को कम करता है
अग्न्याशय - अल्फा कोशिकाएं	ग्लूकागन					रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता को बढ़ाता है
नाल	ह्यूमन कोरिओनिक गोनाडोट्रोपिन					एस्ट्रोजेन और प्रोजेस्टेरोन के संश्लेषण को बढ़ाता है
नाल	मानव अपरा लैक्टोजन					गर्भावस्था के दौरान वृद्धि हार्मोन और प्रोलैक्टिन जैसे कार्य करता है

चावल। 6.3. एक द्वितीयक इंट्रासेल्युलर मैसेंजर CAMP के गठन के साथ हार्मोन की क्रिया के तंत्र की योजना।जीडीपी - गुआनिन डाइफॉस्फेट, जीटीपी - गुआनिन ट्राइफॉस्फेट

जीडीपी से ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट जीटीपी (चरण 2) α-सबयूनिट की टुकड़ी की ओर जाता है, जो तुरंत अन्य सिग्नलिंग प्रोटीन के साथ बातचीत करता है, आयन चैनल या सेलुलर एंजाइम की गतिविधि को बदलता है - एडिनाइलेट साइक्लेज या फॉस्फोलिपेज़ सी - और सेल फ़ंक्शन।

दूसरे संदेशवाहक CAMP के गठन के साथ लक्ष्य कोशिकाओं पर हार्मोन की क्रिया

सक्रिय झिल्ली एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज़ एटीपी को एक दूसरे संदेशवाहक - चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट सीएएमपी (चरण 3) (चित्र 6.3 देखें) में परिवर्तित करता है, जो बदले में एंजाइम प्रोटीन किनेज ए (चरण 4) को सक्रिय करता है, जो विशिष्ट प्रोटीन के फास्फारिलीकरण की ओर जाता है। (चरण 5) जिसका परिणाम शारीरिक क्रिया में परिवर्तन (चरण 6) है, उदाहरण के लिए, कैल्शियम आयनों के लिए नए झिल्ली चैनलों का निर्माण, जिससे हृदय संकुचन की शक्ति में वृद्धि होती है।

दूसरा संदेशवाहक सीएएमपी एंजाइम फॉस्फोडाइस्टरेज़ द्वारा निष्क्रिय रूप 5'-एएमपी में अवक्रमित होता है।

कुछ हार्मोन (नैट्रियूरेटिक) निरोधात्मक जी-प्रोटीन के साथ बातचीत करते हैं, जिससे झिल्ली एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज की गतिविधि में कमी आती है, सेल फ़ंक्शन में कमी आती है।

दूसरे संदेशवाहकों के निर्माण के साथ लक्ष्य कोशिकाओं पर हार्मोन की क्रिया - डायसिलग्लिसरॉल और इनोसिटोल-3-फॉस्फेट

हार्मोन झिल्ली रिसेप्टर - OS (चरण 1) (चित्र। 6.4) के साथ एक जटिल बनाता है और जी-प्रोटीन (चरण 2) के माध्यम से रिसेप्टर (चरण 3) की आंतरिक सतह से जुड़े फॉस्फोलिपेज़ सी को सक्रिय करता है।

फॉस्फोलिपेज़ सी के प्रभाव में, जो झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स (फॉस्फेटिडिलिनोसोल बाइफॉस्फेट) को हाइड्रोलाइज़ करता है, दो माध्यमिक संदेशवाहक बनते हैं - डायसाइलग्लिसरॉल (डीजी) और इनोसिटोल-3-फॉस्फेट (आईपी 3) (चरण 4)।

दूसरा संदेशवाहक IP3 माइटोकॉन्ड्रिया और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (चरण 5) से Ca 2+ आयनों की रिहाई को जुटाता है, जो दूसरे दूतों के रूप में व्यवहार करते हैं। Ca2+ आयन DG (लिपिड सेकेंड मैसेंजर) के साथ मिलकर एंजाइम प्रोटीन किनेज C (चरण 6) को सक्रिय करते हैं, जो प्रोटीन को फास्फोराइलेट करता है और लक्ष्य कोशिका के शारीरिक कार्यों में बदलाव का कारण बनता है।

"कैल्शियम - शांतोडुलिन" प्रणालियों की मदद से हार्मोन की क्रिया,जो द्वितीयक मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है। जब कैल्शियम कोशिका में प्रवेश करता है, तो यह शांतोडुलिन से बंध जाता है और इसे सक्रिय कर देता है। सक्रिय शांतोडुलिन, बदले में, प्रोटीन किनेज की गतिविधि को बढ़ाता है, जिससे प्रोटीन फास्फोरिलीकरण होता है, सेल कार्यों में परिवर्तन होता है।

कोशिका के आनुवंशिक उपकरण पर हार्मोन की क्रिया

वसा में घुलनशील स्टेरॉयड हार्मोन लक्ष्य कोशिका झिल्ली (चरण 1) (चित्र 6.5) से गुजरते हैं, जहां वे साइटोप्लाज्मिक रिसेप्टर प्रोटीन से जुड़ते हैं। गठित जीआर कॉम्प्लेक्स (चरण 2) नाभिक में फैलता है और क्रोमोसोम डीएनए (चरण 3) के विशिष्ट क्षेत्रों को बांधता है, एमआरएनए (चरण 4) उत्पन्न करके प्रतिलेखन प्रक्रिया को सक्रिय करता है। mRNA टेम्पलेट को साइटोप्लाज्म में स्थानांतरित करता है, जहां यह राइबोसोम (चरण 5) पर अनुवाद प्रक्रियाएं प्रदान करता है, नए प्रोटीन का संश्लेषण (चरण 6), जिससे शारीरिक कार्यों में परिवर्तन होता है।

वसा में घुलनशील थायराइड हार्मोन - थायरोक्सिन और ट्राईआयोडोथायरोनिन - नाभिक में प्रवेश करते हैं, जहां वे एक रिसेप्टर प्रोटीन से बंधते हैं, जो एक प्रोटीन है जो डीएनए गुणसूत्रों पर स्थित होता है। ये रिसेप्टर्स जीन के प्रवर्तकों और संचालकों दोनों के कार्य को नियंत्रित करते हैं।

हार्मोन उन आनुवंशिक तंत्रों को सक्रिय करते हैं जो नाभिक में होते हैं, जिसके कारण 100 से अधिक प्रकार के कोशिकीय प्रोटीन उत्पन्न होते हैं। इनमें से कई एंजाइम हैं जो शरीर की कोशिकाओं की चयापचय गतिविधि को बढ़ाते हैं। इंट्रासेल्यूलर रिसेप्टर्स के साथ एक बार प्रतिक्रिया करने के बाद, थायराइड हार्मोन कई हफ्तों तक जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं।

संक्षिप्त वर्णन:

जैव रसायन और आणविक जीव विज्ञान में शैक्षिक सामग्री: जैविक झिल्लियों की संरचना और कार्य।

मॉड्यूल 4: जैविक झिल्लियों की संरचना और कार्य

_विषय _

4.1. सामान्य विशेषताएँझिल्ली। झिल्लियों की संरचना और संरचना

4.2। झिल्लियों में पदार्थों का परिवहन

4.3. ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नलिंग _

सीखने के उद्देश्य सक्षम होने के लिए:

1. चयापचय के नियमन, कोशिका में पदार्थों के परिवहन और चयापचयों को हटाने में झिल्लियों की भूमिका की व्याख्या करें।

2. लक्ष्य अंगों पर हार्मोन और अन्य सिग्नलिंग अणुओं की क्रिया के आणविक तंत्र की व्याख्या करें।

जानना:

1. जैविक झिल्लियों की संरचना और उपापचय और ऊर्जा में उनकी भूमिका।

2. झिल्लियों के माध्यम से पदार्थों को स्थानांतरित करने के मुख्य तरीके।

3. हार्मोन, मध्यस्थ, साइटोकिन्स, इकोसैनोइड्स के ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नलिंग के मुख्य घटक और चरण।

विषय 4.1। झिल्ली के सामान्य लक्षण।

झिल्ली की संरचना और संरचना

सभी कोशिकाएं और अंतःकोशिकीय अंग झिल्लियों से घिरे होते हैं, जो उनके संरचनात्मक संगठन और कार्यप्रणाली में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सभी झिल्लियों के निर्माण के मूल सिद्धांत समान हैं। हालांकि, प्लाज्मा झिल्ली, साथ ही एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली, गोल्गी तंत्र, माइटोकॉन्ड्रिया और नाभिक में महत्वपूर्ण संरचनात्मक विशेषताएं हैं, वे अपनी संरचना और उनके कार्यों की प्रकृति में अद्वितीय हैं।

झिल्ली:

से कोशिकाओं को अलग करें वातावरणऔर इसे डिब्बों (डिब्बों) में विभाजित करें;

कोशिकाओं और ऑर्गेनेल में पदार्थों के परिवहन को विनियमित करें और इसके विपरीत;

अंतरकोशिकीय संपर्कों की विशिष्टता प्रदान करें;

से संकेत प्राप्त करें बाहरी वातावरण.

रिसेप्टर्स, एंजाइम, परिवहन प्रणालियों सहित झिल्ली प्रणालियों के समन्वित कामकाज, सेल होमियोस्टैसिस को बनाए रखने में मदद करते हैं और कोशिकाओं के भीतर चयापचय को विनियमित करके बाहरी वातावरण की स्थिति में बदलाव का तुरंत जवाब देते हैं।

जैविक झिल्लियां एक साथ जुड़े हुए लिपिड और प्रोटीन से बनी होती हैं गैर सहसंयोजकबातचीत। झिल्ली का आधार है डबल लिपिड परतजिसमें प्रोटीन अणु शामिल हैं (चित्र 4.1)। लिपिड बाईलेयर दो पंक्तियों द्वारा बनता है amphiphilicअणु जिनके हाइड्रोफोबिक "पूंछ" अंदर छिपे हुए हैं, और हाइड्रोफिलिक समूह - ध्रुवीय "सिर" बाहर की ओर मुड़े हुए हैं और जलीय माध्यम के संपर्क में हैं।

1. मेम्ब्रेन लिपिड।मेम्ब्रेन लिपिड में संतृप्त और असंतृप्त वसा अम्ल दोनों होते हैं। असंतृप्त वसीय अम्ल, संतृप्त वसीय अम्लों की तुलना में दोगुने सामान्य होते हैं, जो निर्धारित करते हैं द्रवतामेम्ब्रेन और मेम्ब्रेन प्रोटीन की कन्फॉर्मल लायबिलिटी।

झिल्लियों में तीन मुख्य प्रकार के लिपिड होते हैं - फॉस्फोलिपिड्स, ग्लाइकोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल (चित्र। 4.2 - 4.4)। अक्सर पाया जाता है ग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स फॉस्फेटिडिक एसिड के डेरिवेटिव हैं।

चावल। 4.1. प्लाज्मा झिल्ली का क्रॉस सेक्शन

चावल। 4.2। ग्लिसरॉस्फॉस्फोलिपिड्स।

फॉस्फेटिडिक एसिड डायसिलग्लिसरॉल फॉस्फेट है। आर 1 , आर 2 - फैटी एसिड रेडिकल्स (हाइड्रोफोबिक "पूंछ")। एक पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड अवशेष ग्लिसरॉल के दूसरे कार्बन परमाणु से जुड़ा हुआ है। ध्रुवीय "सिर" एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष है और इससे जुड़े सेरीन, कोलाइन, इथेनॉलमाइन या इनोसिटोल का एक हाइड्रोफिलिक समूह है

लिपिड - डेरिवेटिव भी हैं अमीनो अल्कोहल स्फिंगोसिन।

एसाइलेशन पर अमीनो अल्कोहल स्फिंगोसिन, यानी। एनएच 2 समूह में एक फैटी एसिड संलग्न करना, सिरामाइड में बदल जाता है। सेरामाइड्स को उनके फैटी एसिड अवशेषों द्वारा अलग किया जाता है। विभिन्न ध्रुवीय समूहों को सिरामाइड के ओएच समूह से जोड़ा जा सकता है। ध्रुवीय "सिर" की संरचना के आधार पर, इन डेरिवेटिव को दो समूहों में विभाजित किया जाता है - फॉस्फोलिपिड्स और ग्लाइकोलिपिड्स। स्फ़िंगोफ़ॉस्फ़ोलिपिड्स (स्फ़िंगोमाइलिन्स) के ध्रुवीय समूह की संरचना ग्लिसरॉफ़ॉस्फ़ोलिपिड्स के समान है। तंत्रिका तंतुओं के माइलिन म्यान में कई स्फिंगोमाइलिन पाए जाते हैं। ग्लाइकोलिपिड्स सेरामाइड के कार्बोहाइड्रेट डेरिवेटिव हैं। कार्बोहाइड्रेट घटक की संरचना के आधार पर, सेरेब्रोसाइड्स और गैंग्लियोसाइड्स को प्रतिष्ठित किया जाता है।

कोलेस्ट्रॉलसभी पशु कोशिकाओं की झिल्लियों में पाया जाता है, यह झिल्लियों को सख्त करता है और उन्हें कम करता है द्रवता(तरलता)। कोलेस्ट्रॉल अणु फॉस्फो- और ग्लाइकोलिपिड अणुओं के हाइड्रोफोबिक "पूंछ" के समानांतर झिल्ली के हाइड्रोफोबिक क्षेत्र में स्थित है। कोलेस्ट्रॉल का हाइड्रॉक्सिल समूह, साथ ही फॉस्फो- और ग्लाइकोलिपिड्स के हाइड्रोफिलिक "हेड्स",

चावल। 4.3। अमीनो अल्कोहल स्फिंगोसिन के डेरिवेटिव।

सेरामाइड - एसाइलेटेड स्फिंगोसिन (आर 1 - फैटी एसिड रेडिकल)। फॉस्फोलिपिड्स में स्फिंगोमाइलिन्स शामिल हैं, जिसमें ध्रुवीय समूह में फॉस्फोरिक एसिड अवशेष और कोलाइन, इथेनॉलमाइन या सेरीन होते हैं। ग्लाइकोलिपिड्स का हाइड्रोफिलिक समूह (ध्रुवीय "सिर") एक कार्बोहाइड्रेट अवशेष है। सेरेब्रोसाइड्स में एक रैखिक मोनो- या ओलिगोसेकेराइड अवशेष होते हैं। गैंग्लियोसाइड्स की संरचना में शाखित ऑलिगोसेकेराइड शामिल है, जिनमें से एक मोनोमेरिक इकाइयां NANK - N-acetylneuraminic acid है।

पानी के चरण का सामना करना पड़ रहा है। झिल्ली में कोलेस्ट्रॉल और अन्य लिपिड का दाढ़ अनुपात 0.3-0.9 है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के लिए इस मूल्य का उच्चतम मूल्य है।

झिल्लियों में कोलेस्ट्रॉल की मात्रा में वृद्धि फैटी एसिड श्रृंखलाओं की गतिशीलता को कम कर देती है, जो झिल्ली प्रोटीनों की गठनात्मक क्षमता को प्रभावित करती है और उनके होने की संभावना को कम कर देती है। पार्श्व प्रसार।उन पर लिपोफिलिक पदार्थों की क्रिया या लिपिड पेरोक्सीडेशन के कारण झिल्ली की तरलता में वृद्धि के साथ, झिल्ली में कोलेस्ट्रॉल का अनुपात बढ़ जाता है।

चावल। 4.4. फास्फोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल की झिल्ली में स्थिति।

कोलेस्ट्रॉल अणु में एक कठोर हाइड्रोफोबिक कोर और एक लचीली हाइड्रोकार्बन श्रृंखला होती है। ध्रुवीय "सिर" कोलेस्ट्रॉल अणु के तीसरे कार्बन परमाणु में ओएच समूह है। तुलना के लिए, आंकड़ा झिल्ली फास्फोलिपिड का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व दिखाता है। इन अणुओं का ध्रुवीय सिर बहुत बड़ा होता है और इसका आवेश होता है

झिल्लियों की लिपिड रचना भिन्न होती है, एक या दूसरे लिपिड की सामग्री, जाहिरा तौर पर, विभिन्न प्रकार के कार्यों से निर्धारित होती है जो ये अणु झिल्ली में करते हैं।

झिल्लीदार लिपिड के मुख्य कार्य हैं कि वे:

वे एक लिपिड बाईलेयर बनाते हैं - झिल्लियों का संरचनात्मक आधार;

झिल्ली प्रोटीन के कामकाज के लिए आवश्यक वातावरण प्रदान करें;

एंजाइम गतिविधि के नियमन में भाग लें;

सतह प्रोटीन के लिए "लंगर" के रूप में सेवा करें;

हार्मोनल संकेतों के प्रसारण में भाग लें।

लिपिड बाइलेयर की संरचना में परिवर्तन से झिल्ली के कार्यों में व्यवधान हो सकता है।

2. मेम्ब्रेन प्रोटीन।झिल्ली प्रोटीन झिल्ली में अपनी स्थिति में भिन्न होते हैं (चित्र 4.5)। लिपिड बिलेयर के हाइड्रोफोबिक क्षेत्र के संपर्क में मेम्ब्रेन प्रोटीन एम्फीफिलिक होना चाहिए, अर्थात। एक गैर-ध्रुवीय डोमेन है। एम्फीफिलिसिटी इस तथ्य के कारण प्राप्त होती है कि:

लिपिड बाईलेयर के संपर्क में अमीनो एसिड के अवशेष ज्यादातर गैर-ध्रुवीय होते हैं;

कई झिल्ली प्रोटीन सहसंयोजक रूप से फैटी एसिड अवशेषों (एसिलेटेड) से जुड़े होते हैं।

प्रोटीन से जुड़े फैटी एसिड के एसाइल अवशेष झिल्ली में इसकी "एंकरिंग" और पार्श्व प्रसार की संभावना प्रदान करते हैं। इसके अलावा, झिल्ली प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन और फॉस्फोराइलेशन जैसे पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों से गुजरते हैं। इंटीग्रल प्रोटीन की बाहरी सतह का ग्लाइकोसिलेशन उन्हें इंटरसेलुलर स्पेस के प्रोटीज द्वारा नुकसान से बचाता है।

चावल। 4.5. झिल्ली प्रोटीन:

1, 2 - अभिन्न (ट्रांसमेम्ब्रेन) प्रोटीन; 3, 4, 5, 6 - सतही प्रोटीन। इंटीग्रल प्रोटीन में, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का हिस्सा लिपिड परत में एम्बेडेड होता है। प्रोटीन के वे हिस्से जो फैटी एसिड की हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, उनमें मुख्य रूप से गैर-ध्रुवीय अमीनो एसिड होते हैं। ध्रुवीय "सिर" के क्षेत्र में स्थित प्रोटीन के क्षेत्र हाइड्रोफिलिक अमीनो एसिड अवशेषों में समृद्ध होते हैं। सतही प्रोटीन विभिन्न तरीकों से झिल्ली से जुड़े होते हैं: 3 - अभिन्न प्रोटीन से जुड़े; 4 - लिपिड परत के ध्रुवीय "सिर" से जुड़ा; 5 - एक लघु हाइड्रोफोबिक टर्मिनल डोमेन के साथ झिल्ली में "लंगर"; 6 - एक सहसंयोजक बंधित एसाइल अवशेषों का उपयोग करके झिल्ली में "लंगर"

एक ही झिल्ली की बाहरी और भीतरी परतें लिपिड और प्रोटीन की संरचना में भिन्न होती हैं। झिल्लियों की संरचना में इस विशेषता को कहा जाता है ट्रांसमेम्ब्रेन विषमता।

झिल्ली प्रोटीन इसमें शामिल हो सकते हैं:

सेल में और बाहर पदार्थों का चयनात्मक परिवहन;

हार्मोनल संकेतों का संचरण;

एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस में शामिल "सीमाबद्ध गड्ढों" का गठन;

इम्यूनोलॉजिकल प्रतिक्रियाएं;

पदार्थों के परिवर्तन में एंजाइम के रूप में;

अंतरकोशिकीय संपर्कों का संगठन जो ऊतकों और अंगों का निर्माण प्रदान करता है।

विषय 4.2। झिल्लियों के माध्यम से पदार्थों का परिवहन

झिल्लियों के मुख्य कार्यों में से एक है कोशिका में और बाहर पदार्थों के स्थानांतरण का नियमन, उन पदार्थों का प्रतिधारण जो कोशिका को चाहिए और अनावश्यक पदार्थों को हटाना। झिल्लियों के माध्यम से आयनों, कार्बनिक अणुओं का परिवहन एक सांद्रण प्रवणता के साथ हो सकता है - नकारात्मक परिवहनऔर सघनता प्रवणता के विरुद्ध - सक्रिय ट्रांसपोर्ट।

1. निष्क्रिय परिवहननिम्नलिखित तरीकों से किया जा सकता है (चित्र 4.6, 4.7):

चावल। 4.6. सांद्रण प्रवणता के साथ झिल्लियों में पदार्थों के स्थानांतरण की क्रियाविधि

निष्क्रिय परिवहन है प्रोटीन चैनलों के माध्यम से आयनों का प्रसार,उदाहरण के लिए, H+, Ca 2+, N+, K+ का प्रसार। अधिकांश चैनलों के कामकाज को विशिष्ट लिगेंड या ट्रांसमेम्ब्रेन क्षमता में परिवर्तन द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

चावल। 4.7. इनोसिटोल-1,4,5-ट्राइफॉस्फेट (IF 3) द्वारा नियंत्रित एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम झिल्ली का Ca2+ चैनल।

IP 3 (इनोसिटोल-1,4,5-ट्राइफॉस्फेट) झिल्ली लिपिड PIF 2 (फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4,5-बिस्फॉस्फेट) के हाइड्रोलिसिस के दौरान एंजाइम फॉस्फोलिपेज़ C. IP 3 की कार्रवाई के तहत बनता है, जो विशिष्ट केंद्रों को बांधता है। सीए 2 + एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम झिल्ली चैनल के प्रोटोमर्स। प्रोटीन की रचना बदल जाती है और चैनल खुल जाता है - Ca 2 + सघनता प्रवणता के साथ कोशिका के साइटोसोल में प्रवेश करता है

2. सक्रिय परिवहन। प्राथमिक सक्रियपरिवहन ATPases की भागीदारी के साथ एटीपी ऊर्जा के व्यय के साथ एकाग्रता ढाल के खिलाफ होता है, उदाहरण के लिए Na +, K + -ATPase, H + -ATPase, Ca 2 + -ATPase (चित्र। 4.8)। H + -ATPases प्रोटॉन पंप के रूप में कार्य करता है, जो कोशिका के लाइसोसोम में एक अम्लीय वातावरण बनाता है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के Ca 2+ -ATPase और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली की मदद से, कोशिका के साइटोसोल में कैल्शियम की कम सांद्रता बनी रहती है और Ca 2+ का एक इंट्रासेल्युलर डिपो माइटोकॉन्ड्रिया और एंडोप्लाज्मिक में बनाया जाता है। जालिका।

माध्यमिक सक्रियपरिवहन परिवहन किए गए पदार्थों में से एक (चित्र। 4.9) की सांद्रता प्रवणता के कारण होता है, जो कि अक्सर Na +, K + -ATPase द्वारा बनाया जाता है, जो ATP की खपत के साथ कार्य करता है।

जिस पदार्थ की सघनता अधिक होती है, उसके वाहक प्रोटीन के सक्रिय केंद्र से जुड़ाव इसकी रचना को बदल देता है और उस यौगिक के लिए आत्मीयता बढ़ा देता है जो सांद्रण प्रवणता के विरुद्ध कोशिका में गुजरता है। द्वितीयक सक्रिय परिवहन दो प्रकार के होते हैं: सक्रिय प्रतीकतथा antiport.

चावल। 4.8. Ca 2 + -ATPase के कामकाज का तंत्र

चावल। 4.9. माध्यमिक सक्रिय परिवहन

3. झिल्लियों की भागीदारी के साथ मैक्रोमोलेक्यूल्स और कणों का स्थानांतरण - एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस।

बाह्य कोशिकीय वातावरण से प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड, या यहां तक ​​​​कि बड़े कणों जैसे मैक्रोमोलेक्युलस की कोशिका में स्थानांतरण किसके द्वारा होता है एंडोसाइटोसिस।पदार्थों या उच्च-आणविक परिसरों का बंधन प्लाज्मा झिल्ली के कुछ क्षेत्रों में होता है, जिन्हें कहा जाता है पंक्तिबद्ध गड्ढे।एंडोसाइटोसिस, जो सीमावर्ती गड्ढों में बने रिसेप्टर्स की भागीदारी के साथ होता है, कोशिकाओं को विशिष्ट पदार्थों को अवशोषित करने की अनुमति देता है और इसे कहा जाता है रिसेप्टर-निर्भर एंडोसाइटोसिस।

मैक्रोमोलेक्युलस, जैसे पेप्टाइड हार्मोन, पाचन एंजाइम, बाह्य मैट्रिक्स प्रोटीन, लिपोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स, रक्त या इंटरसेलुलर स्पेस में स्रावित होते हैं एक्सोसाइटोसिस।परिवहन के इस तरीके से स्रावी कणिकाओं में जमा होने वाले सेल पदार्थों से निकालना संभव हो जाता है। ज्यादातर मामलों में, कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में कैल्शियम आयनों की एकाग्रता को बदलकर एक्सोसाइटोसिस को नियंत्रित किया जाता है।

विषय 4.3। ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नलिंग

झिल्लियों की एक महत्वपूर्ण संपत्ति कोशिका के अंदर के वातावरण से संकेतों को देखने और प्रसारित करने की क्षमता है। बाहरी संकेतों की कोशिकाओं द्वारा धारणा तब होती है जब वे लक्ष्य कोशिकाओं की झिल्ली में स्थित रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं। रिसेप्टर्स, एक सिग्नल अणु को जोड़कर, इंट्रासेल्युलर सूचना हस्तांतरण मार्गों को सक्रिय करते हैं, जिससे विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं की दर में बदलाव होता है।

1. सिग्नल अणु,जो विशेष रूप से एक झिल्ली रिसेप्टर के साथ इंटरैक्ट करता है प्राथमिक संदेशवाहक।प्राथमिक संदेशवाहक विविध हैं रासायनिक यौगिक- हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर, ईकोसैनोइड्स, वृद्धि कारक या भौतिक कारक जैसे प्रकाश क्वांटम। प्राथमिक संदेशवाहकों द्वारा सक्रिय किए गए सेल मेम्ब्रेन रिसेप्टर्स प्राप्त सूचनाओं को प्रोटीन और एंजाइमों की एक प्रणाली तक पहुंचाते हैं सिग्नल ट्रांसमिशन कैस्केड,कई सौ गुना सिग्नल प्रवर्धन प्रदान करना। सेल का प्रतिक्रिया समय, जिसमें चयापचय प्रक्रियाओं की सक्रियता या निष्क्रियता, मांसपेशियों में संकुचन, लक्ष्य कोशिकाओं से पदार्थों का परिवहन शामिल है, कई मिनट हो सकते हैं।

झिल्ली रिसेप्टर्समें विभाजित:

रिसेप्टर्स जिसमें एक सबयूनिट होता है जो प्राथमिक संदेशवाहक और एक आयन चैनल को बांधता है;

उत्प्रेरक गतिविधि प्रदर्शित करने में सक्षम रिसेप्टर्स;

रिसेप्टर्स जो, जी-प्रोटीन की मदद से, माध्यमिक (इंट्रासेल्युलर) दूतों के गठन को सक्रिय करते हैं जो साइटोसोल (चित्र। 4.10) के विशिष्ट प्रोटीन और एंजाइम को एक संकेत संचारित करते हैं।

दूसरे संदेशवाहकों का एक छोटा आणविक भार होता है, कोशिका के साइटोसोल में उच्च दर पर फैलता है, संबंधित प्रोटीन की गतिविधि को बदलता है, और फिर जल्दी से विभाजित हो जाता है या साइटोसोल से हटा दिया जाता है।

चावल। 4.10. झिल्ली में स्थित रिसेप्टर्स।

मेम्ब्रेन रिसेप्टर्स को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है। रिसेप्टर्स: 1 - एक सबयूनिट युक्त जो सिग्नल अणु और आयन चैनल को बांधता है, उदाहरण के लिए, पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली पर एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर; 2 - एक संकेत अणु जोड़ने के बाद उत्प्रेरक गतिविधि प्रदर्शित करना, उदाहरण के लिए, इंसुलिन रिसेप्टर; 3, 4 - झिल्ली जी-प्रोटीन की भागीदारी के साथ एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज (एसी) या फॉस्फोलिपेज़ सी (पीएलएस) को एक संकेत प्रेषित करना, उदाहरण के लिए, एड्रेनालाईन, एसिटाइलकोलाइन और अन्य सिग्नलिंग अणुओं के लिए विभिन्न प्रकार के रिसेप्टर्स

भूमिका द्वितीयक संदेशवाहकअणुओं और आयनों का प्रदर्शन करें:

CAMP (साइक्लिक एडेनोसिन-3", 5"-मोनोफॉस्फेट);

सीजीएमपी (चक्रीय ग्वानोसिन-3", 5"-मोनोफॉस्फेट);

आईपी ​​​​3 (इनोसिटोल-1,4,5-ट्राइफॉस्फेट);

डीएजी (डायसिलग्लिसरॉल);

हार्मोन (स्टेरॉयड और थायरॉयड) होते हैं, जो लिपिड बाइलेयर से गुजरते हैं, सेल में प्रवेश करेंऔर बातचीत करें इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स।झिल्ली और इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स के बीच एक शारीरिक रूप से महत्वपूर्ण अंतर आने वाले सिग्नल की प्रतिक्रिया की दर है। पहले मामले में, प्रभाव त्वरित और अल्पकालिक होगा, दूसरे में - धीमा, लेकिन लंबे समय तक चलने वाला।

जी-प्रोटीन युग्मित रिसेप्टर्स

जी-प्रोटीन युग्मित रिसेप्टर्स के साथ हार्मोन की बातचीत से इनोसिटोल फॉस्फेट सिग्नल ट्रांसडक्शन सिस्टम की सक्रियता या एडिनाइलेट साइक्लेज नियामक प्रणाली की गतिविधि में बदलाव होता है।

2. एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टमशामिल है (चित्र 4.11):

- अभिन्नसाइटोप्लाज्मिक झिल्ली प्रोटीन:

आर एस - प्राथमिक संदेशवाहक का रिसेप्टर - एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम (एसीएस) का सक्रियकर्ता;

आर; - प्राथमिक दूत के रिसेप्टर - एसीएस अवरोधक;

एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज (एसी)।

- "लंगर"प्रोटीन:

जी एस - जीटीपी-बाइंडिंग प्रोटीन, जिसमें α,βγ-सबयूनिट्स शामिल हैं, जिसमें (α,-सबयूनिट जीडीपी अणु के साथ जुड़ा हुआ है;

चावल। 4.11. एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम की कार्यप्रणाली

जी; - जीटीपी-बाइंडिंग प्रोटीन, जिसमें αβγ-सबयूनिट्स होते हैं, जिसमें a; -सबयूनिट जीडीपी अणु से जुड़ा है; - साइटोसोलिकप्रोटीन किनेज ए (पीकेए) एंजाइम।

एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम द्वारा प्राथमिक संदेशवाहक सिग्नल ट्रांसडक्शन की घटनाओं का क्रम

रिसेप्टर में झिल्ली की बाहरी सतह पर प्राथमिक संदेशवाहक के लिए बाध्यकारी साइटें होती हैं और झिल्ली की आंतरिक सतह पर जी-प्रोटीन (α,βγ-GDP) होती है। एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम के एक एक्टिवेटर की बातचीत, जैसे कि एक रिसेप्टर (आर एस) के साथ एक हार्मोन, रिसेप्टर की रचना में बदलाव की ओर जाता है। जी..-प्रोटीन के प्रति ग्राही की बंधुता बढ़ जाती है। जीएस-जीडीपी के लिए हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स का लगाव जीडीपी के लिए जी..-प्रोटीन के α,-सबयूनिट की आत्मीयता को कम करता है और जीटीपी के लिए संबंध बढ़ाता है। α,-सबयूनिट की सक्रिय साइट में, GDP को GTP से बदल दिया जाता है। यह α सबयूनिट की संरचना में बदलाव का कारण बनता है, और βγ सबयूनिट्स के लिए इसकी आत्मीयता में कमी आती है। पृथक सबयूनिट α,-GTP बाद में झिल्ली की लिपिड परत में एंजाइम की ओर बढ़ता है ऐडीनाइलेट साइक्लेज।

एडिनाइलेट साइक्लेज के नियामक केंद्र के साथ α,-GTP की परस्पर क्रिया एंजाइम की संरचना को बदल देती है, इसके सक्रियण की ओर ले जाती है और दूसरे संदेशवाहक के गठन की दर में वृद्धि होती है - चक्रीय एडेनोसिन-3,5'-मोनोफॉस्फेट (cAMP) एटीपी से। सेल में सीएमपी की एकाग्रता बढ़ जाती है। सीएएमपी अणु प्रोटीन किनेज ए (पीकेए) के नियामक उपइकाइयों को उलट कर बाँध सकते हैं, जिसमें दो विनियामक (आर) और दो उत्प्रेरक (सी) उपइकाइयां - (आर 2 सी 2) शामिल हैं। कॉम्प्लेक्स आर 2 सी 2 में एंजाइमिक गतिविधि नहीं होती है। विनियामक उपइकाइयों के लिए सीएमपी की संलग्नता उनके अनुरूपता में परिवर्तन और सी-उपइकाइयों के लिए पूरकता के नुकसान का कारण बनती है। उत्प्रेरक उपइकाइयां एंजाइमी गतिविधि प्राप्त करती हैं।

सक्रिय प्रोटीन किनेज ए, एटीपी की मदद से, सेरीन और थ्रेओनीन अवशेषों पर विशिष्ट प्रोटीन को फॉस्फोराइलेट करता है। प्रोटीन और एंजाइमों का फास्फोराइलेशन उनकी गतिविधि को बढ़ाता या घटाता है, इसलिए, चयापचय प्रक्रियाओं की दर जिसमें वे परिवर्तन में भाग लेते हैं।

आर रिसेप्टर के सिग्नलिंग अणु की सक्रियता जीजे-प्रोटीन के कामकाज को उत्तेजित करती है, जो जी-प्रोटीन के समान नियमों के अनुसार आगे बढ़ती है। लेकिन जब α i -GTP सबयूनिट एडिनाइलेट साइक्लेज के साथ इंटरैक्ट करता है, तो एंजाइम की गतिविधि कम हो जाती है।

एडिनाइलेट साइक्लेज़ और प्रोटीन किनेज ए की निष्क्रियता

जीटीपी के साथ कॉम्प्लेक्स में α,-सबयूनिट, एडिनाइलेट साइक्लेज के साथ बातचीत करते समय, एंजाइमैटिक (जीटीपी-फॉस्फेट) गतिविधि प्रदर्शित करना शुरू कर देता है, यह जीटीपी को हाइड्रोलाइज करता है। परिणामी जीडीपी अणु α, सबयूनिट के सक्रिय केंद्र में रहता है, इसकी रचना को बदलता है, और एसी के लिए इसकी आत्मीयता को कम करता है। एसी और α,-जीडीपी का परिसर अलग हो जाता है, α,-जीडीपी को जी..-प्रोटीन में शामिल किया जाता है। एडिनाइलेट साइक्लेज से α,-GDP का पृथक्करण एंजाइम को निष्क्रिय कर देता है और CAMP संश्लेषण को रोक देता है।

फोस्फोडाईस्टेरेज- साइटोप्लाज्मिक झिल्ली का "एंकरेड" एंजाइम पहले से बने सीएमपी अणुओं को एएमपी में हाइड्रोलाइज करता है। सेल में सीएमपी की एकाग्रता में कमी सीएमपी 4 के "2 परिसर की दरार का कारण बनती है और आर- और सी-सबयूनिट्स की आत्मीयता को बढ़ाती है, और पीकेए का एक निष्क्रिय रूप बनता है।

फॉस्फोराइलेटेड एंजाइम और प्रोटीन फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटडिफॉस्फोराइलेटेड रूप में प्रवेश करते हैं, उनकी रचना, गतिविधि और प्रक्रियाओं की दर जिसमें ये एंजाइम परिवर्तन में भाग लेते हैं। नतीजतन, सिस्टम अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाता है और जब हार्मोन रिसेप्टर के साथ संपर्क करता है तो फिर से सक्रिय होने के लिए तैयार होता है। इस प्रकार, रक्त में हार्मोन सामग्री का पत्राचार और लक्षित कोशिकाओं की प्रतिक्रिया की तीव्रता सुनिश्चित की जाती है।

3. जीन अभिव्यक्ति के नियमन में एडिनाइलेट साइक्लेज प्रणाली की भागीदारी।कई प्रोटीन हार्मोन: ग्लूकागन, वैसोप्रेसिन, पैराथाइरॉइड हार्मोन, आदि, जो एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम के माध्यम से अपना संकेत संचारित करते हैं, न केवल कोशिका में पहले से मौजूद एंजाइमों के फास्फारिलीकरण द्वारा प्रतिक्रियाओं की दर में बदलाव का कारण बन सकते हैं, बल्कि वृद्धि या कमी भी कर सकते हैं। जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करके उनकी संख्या (चित्र। 4.12)। सक्रिय प्रोटीन किनेज ए नाभिक में प्रवेश कर सकता है और एक प्रतिलेखन कारक (सीआरईबी) फास्फोराइलेट कर सकता है। फॉस्फोरिक का परिग्रहण

चावल। 4.12। विशिष्ट जीन की अभिव्यक्ति के लिए अग्रणी एडिनाइलेट साइक्लेज मार्ग

अवशेष डीएनए-सीआरई नियामक क्षेत्र (सीएमपी-प्रतिक्रिया तत्व) के विशिष्ट अनुक्रम के लिए प्रतिलेखन कारक (सीआरईबी-(पी) की आत्मीयता को बढ़ाता है और कुछ प्रोटीन जीन की अभिव्यक्ति को उत्तेजित करता है।

संश्लेषित प्रोटीन एंजाइम हो सकते हैं, जिसकी मात्रा में वृद्धि से चयापचय प्रक्रियाओं की प्रतिक्रियाओं की दर बढ़ जाती है, या झिल्ली वाहक जो कुछ आयनों, पानी या अन्य पदार्थों के सेल से प्रवेश या निकास सुनिश्चित करते हैं।

चावल। 4.13. इनोसिटोल फॉस्फेट प्रणाली

सिस्टम का काम प्रोटीन द्वारा प्रदान किया जाता है: शांतोडुलिन, एंजाइम प्रोटीन किनेज सी, सीए 2 + -शांतोडुलिन-निर्भर प्रोटीन किनेज, एंडोप्लाज़मिक रेटिकुलम झिल्ली के सीए 2 + चैनल, सेल और माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के सीए 2 + -ATPase।

इनोसिटोल फॉस्फेट सिस्टम द्वारा प्राथमिक संदेशवाहक सिग्नल ट्रांसडक्शन की घटनाओं का क्रम

इनोसिटोल फॉस्फेट सिस्टम के एक्टिवेटर को रिसेप्टर (R) से बांधने से इसकी रचना में बदलाव होता है। Gf ls प्रोटीन के लिए रिसेप्टर की आत्मीयता बढ़ जाती है। जीएफ एलएस-जीडीपी के लिए प्राथमिक संदेशवाहक-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स का लगाव जीडीपी के लिए एएफ एलएस-सबयूनिट की आत्मीयता को कम करता है और जीटीपी के लिए संबंध बढ़ाता है। सक्रिय साइट में, सकल घरेलू उत्पाद के af ls सबयूनिट को GTP से बदल दिया जाता है। यह af ls सबयूनिट की संरचना में परिवर्तन और βγ सबयूनिट्स के लिए आत्मीयता में कमी का कारण बनता है, और Gf ls प्रोटीन का पृथक्करण होता है। पृथक सबयूनिट af ls-GTP बाद में झिल्ली के पार एंजाइम की ओर बढ़ता है फास्फोलिपेज़ सी।

फॉस्फोलिपेज़ सी की बाध्यकारी साइट के साथ एफ़एलएस-जीटीपी की बातचीत से एंजाइम की रचना और गतिविधि बदल जाती है, कोशिका झिल्ली फॉस्फोलिपिड - फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4,5-बिस्फोस्फेट (एफआईएफ 2) (चित्र। 4.14) के हाइड्रोलिसिस की दर बढ़ जाती है।

चावल। 4.14. फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4,5-बिस्फोस्फेट (एफआईएफ 2) की हाइड्रोलिसिस

प्रतिक्रिया के दौरान, दो उत्पाद बनते हैं - हार्मोनल सिग्नल के द्वितीयक संदेशवाहक (द्वितीयक संदेशवाहक): डायसिलग्लिसरॉल, जो झिल्ली में रहता है और प्रोटीन किनेज सी एंजाइम की सक्रियता में शामिल होता है, और इनोसिटोल-1,4,5-ट्राइफॉस्फेट (आईएफ 3), जो एक हाइड्रोफिलिक यौगिक होने के नाते साइटोसोल में जाता है। इस प्रकार, सेल रिसेप्टर द्वारा प्राप्त सिग्नल द्विभाजित होता है। आईपी ​​​​3 एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ई) झिल्ली के सीए 2+ चैनल के विशिष्ट केंद्रों से जुड़ता है, जिससे प्रोटीन की संरचना में बदलाव होता है और सीए 2+ चैनल खुल जाता है। चूंकि ईआर में कैल्शियम की मात्रा साइटोसोल की तुलना में परिमाण के लगभग 3-4 ऑर्डर अधिक है, सीए 2+ चैनल के खुलने के बाद, यह एकाग्रता ढाल के साथ साइटोसोल में प्रवेश करती है। साइटोसोल में IF3 की अनुपस्थिति में, चैनल बंद हो जाता है।

सभी कोशिकाओं के साइटोसोल में शांतोडुलिन नामक एक छोटा प्रोटीन होता है, जिसमें चार सीए 2+ बंधन स्थल होते हैं। बढ़ती एकाग्रता के साथ

कैल्शियम, यह सक्रिय रूप से शांतोडुलिन से जुड़ता है, एक जटिल 4Са 2+ - शांतोडुलिन बनाता है। यह कॉम्प्लेक्स Ca 2+ -शांतोडुलिन-निर्भर प्रोटीन किनेसेस और अन्य एंजाइमों के साथ संपर्क करता है और उनकी गतिविधि को बढ़ाता है। सक्रिय Ca 2+-शांतोडुलिन-निर्भर प्रोटीन किनेज कुछ प्रोटीन और एंजाइमों को फॉस्फोराइलेट करता है, जिसके परिणामस्वरूप उनकी गतिविधि और चयापचय प्रक्रियाओं की दर जिसमें वे भाग लेते हैं, बदल जाते हैं।

सेल के साइटोसोल में सीए 2+ की एकाग्रता में वृद्धि से निष्क्रिय साइटोसोलिक एंजाइम के साथ सीए 2+ की बातचीत की दर बढ़ जाती है प्रोटीन किनेज सी (पीकेसी)।कैल्शियम आयनों के लिए पीकेसी का बंधन प्लाज्मा झिल्ली में प्रोटीन की गति को उत्तेजित करता है और एंजाइम को झिल्ली फॉस्फेटिडिलसेरिन (पीएस) अणुओं के नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए "हेड्स" के साथ बातचीत करने की अनुमति देता है। डायसिलग्लिसरॉल, प्रोटीन किनेज सी में विशिष्ट साइटों पर कब्जा कर रहा है, कैल्शियम आयनों के लिए अपनी आत्मीयता को और बढ़ा देता है। झिल्ली के भीतरी भाग पर, PKC (PKC? Ca2+? PS? DAG) का एक सक्रिय रूप बनता है, जो विशिष्ट एंजाइमों को फॉस्फोराइलेट करता है।

IF सिस्टम की सक्रियता अल्पकालिक है, और सेल द्वारा उत्तेजना के प्रति प्रतिक्रिया करने के बाद, फॉस्फोलिपेज़ C, प्रोटीन किनेज C, और Ca2+-कैल्मोडुलिन-आश्रित एंजाइम निष्क्रिय हो जाते हैं। af ls - GTP और फॉस्फोलिपेज़ C के साथ कॉम्प्लेक्स में सबयूनिट एंजाइमैटिक (GTP-फॉस्फेटेज़) गतिविधि प्रदर्शित करता है, यह GTP को हाइड्रोलाइज़ करता है। सबयूनिट के जीडीपी-बाध्य फॉस्फोलिपेज़ सी के लिए अपनी आत्मीयता खो देता है और अपनी मूल निष्क्रिय अवस्था में लौट आता है, अर्थात αβγ-GDP जटिल Gf ls-प्रोटीन) में शामिल है।

फॉस्फोलिपेज़ C से af ls-GDF का पृथक्करण एंजाइम को निष्क्रिय कर देता है और FIF 2 का जल अपघटन बंद हो जाता है। साइटोसोल में सीए 2+ की एकाग्रता में वृद्धि, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के सीए 2+ -ATPase को सक्रिय करती है, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, जो कोशिका के साइटोसोल से "पंप आउट" सीए 2 + है। Na+/Ca 2+- और H+/Ca 2+-वाहक भी इस प्रक्रिया में भाग लेते हैं, सक्रिय एंटीपोर्ट सिद्धांत के अनुसार कार्य करते हैं। Ca 2+ सांद्रता में कमी से Ca 2+ -शांतोडुलिन-आश्रित एंजाइमों का पृथक्करण और निष्क्रियता होती है, साथ ही झिल्लीदार लिपिड के लिए प्रोटीन किनेज C आत्मीयता का नुकसान होता है और इसकी गतिविधि में कमी आती है।

सिस्टम की सक्रियता के परिणामस्वरूप गठित IP 3 और DAG फिर से एक दूसरे के साथ बातचीत कर सकते हैं और फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4,5-बिस्फोस्फेट में बदल सकते हैं।

फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट की क्रिया के तहत फॉस्फोराइलेटेड एंजाइम और प्रोटीन एक डीफॉस्फोराइलेटेड रूप में बदल जाते हैं, उनकी रचना और गतिविधि बदल जाती है।

5. उत्प्रेरक रिसेप्टर्स।उत्प्रेरक रिसेप्टर्स एंजाइम होते हैं। इन एंजाइमों के सक्रियकर्ता हार्मोन, वृद्धि कारक, साइटोकिन्स हो सकते हैं। सक्रिय रूप में, रिसेप्टर-एंजाइम टायरोसिन के -OH समूहों में विशिष्ट प्रोटीन को फास्फोराइलेट करते हैं, इसलिए उन्हें टायरोसिन प्रोटीन किनेसेस (चित्र। 4.15) कहा जाता है। विशेष तंत्र के माध्यम से, उत्प्रेरक रिसेप्टर द्वारा प्राप्त संकेत को नाभिक में प्रेषित किया जा सकता है, जहां यह कुछ जीनों की अभिव्यक्ति को उत्तेजित या दबा देता है।

चावल। 4.15. इंसुलिन रिसेप्टर का सक्रियण।

फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटस विशिष्ट फॉस्फोप्रोटीन को डीफॉस्फोराइलेट करता है।

फॉस्फोडिएस्टरेज़ सीएएमपी को एएमपी और सीजीएमपी को जीएमपी में परिवर्तित करता है।

ग्लूट 4 - इंसुलिन पर निर्भर ऊतकों में ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर।

टाइरोसिन प्रोटीन फॉस्फेटेज़ रिसेप्टर के β-सबयूनिट को डीफॉस्फोराइलेट करता है

इंसुलिन

एक उत्प्रेरक रिसेप्टर का एक उदाहरण है इंसुलिन रिसेप्टर,जिसमें दो a- और दो β-सबयूनिट होते हैं। a-सबयूनिट्स कोशिका झिल्ली की बाहरी सतह पर स्थित होते हैं, β-सबयूनिट्स झिल्ली के बिलेयर में प्रवेश करते हैं। इंसुलिन बाइंडिंग साइट α-सबयूनिट्स के एन-टर्मिनल डोमेन द्वारा बनाई गई है। रिसेप्टर का उत्प्रेरक केंद्र β-सबयूनिट्स के इंट्रासेल्युलर डोमेन पर स्थित है। रिसेप्टर के साइटोसोलिक भाग में कई टाइरोसिन अवशेष होते हैं जो फॉस्फोराइलेटेड और डीफॉस्फोराइलेटेड हो सकते हैं।

ए-सबयूनिट्स द्वारा गठित बाध्यकारी साइट पर इंसुलिन का जुड़ाव रिसेप्टर में सहकारी गठनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है। β-सबयूनिट्स टाइरोसिन किनेज गतिविधि प्रदर्शित करते हैं और कई टाइरोसिन अवशेषों में ट्रांसऑटोफॉस्फोराइलेशन (पहले β-सबयूनिट फॉस्फोराइलेट्स दूसरे β-सबयूनिट और इसके विपरीत) को उत्प्रेरित करते हैं। फॉस्फोराइलेशन एंजाइम (Tyr-PA) के आवेश, रचना और सब्सट्रेट विशिष्टता में परिवर्तन की ओर जाता है। टायरोसिन-पीके कुछ कोशिकीय प्रोटीनों को फॉस्फोराइलेट करता है, जिन्हें इंसुलिन रिसेप्टर सबस्ट्रेट्स कहा जाता है। बदले में, ये प्रोटीन फास्फारिलीकरण प्रतिक्रियाओं के झरना के सक्रियण में शामिल होते हैं:

फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट(FPF), जो विशिष्ट फ़ॉस्फ़ोप्रोटीन को डिफॉस्फोराइलेट करता है;

फॉस्फोडिएस्टरेज़,जो सीएमपी को एएमपी और सीजीएमपी को जीएमपी में परिवर्तित करता है;

भरमार 4- इंसुलिन पर निर्भर ऊतकों में ग्लूकोज वाहक, इसलिए, मांसपेशियों में ग्लूकोज तेज हो जाता है और ऊतक कोशिकाओं में वृद्धि होती है;

टाइरोसिन प्रोटीन फॉस्फेटजो इंसुलिन रिसेप्टर के β-सबयूनिट को डिफॉस्फोराइलेट करता है;

परमाणु नियामक प्रोटीन, प्रतिलेखन कारक,कुछ एंजाइमों की जीन अभिव्यक्ति में वृद्धि या कमी।

प्रभाव कार्यान्वयन वृद्धि कारकउत्प्रेरक रिसेप्टर्स का उपयोग करके किया जा सकता है, जिसमें एक एकल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला होती है, लेकिन प्राथमिक संदेशवाहक के बंधन पर डिमर का निर्माण होता है। इस प्रकार के सभी रिसेप्टर्स में एक बाह्य ग्लाइकोसिलेटेड डोमेन, एक ट्रांसमेम्ब्रेन (ए-हेलिक्स) और एक साइटोप्लाज्मिक डोमेन होता है जो सक्रियण पर प्रोटीन किनेज गतिविधि प्रदर्शित करने में सक्षम होता है।

डिमराइजेशन उनके उत्प्रेरक इंट्रासेल्युलर डोमेन के सक्रियण को बढ़ावा देता है, जो सेरीन, थ्रेओनाइन या टाइरोसिन के अमीनो एसिड अवशेषों पर ट्रांसऑटोफॉस्फोराइलेशन करता है। फॉस्फोरस अवशेषों के जुड़ाव से रिसेप्टर में विशिष्ट साइटोसोलिक प्रोटीन के लिए बाध्यकारी साइटों का निर्माण होता है और प्रोटीन किनेज सिग्नल ट्रांसडक्शन कैस्केड (चित्र। 4.16) की सक्रियता होती है।

रास- और राफ-प्रोटीन की भागीदारी के साथ प्राथमिक दूतों (विकास कारकों) के सिग्नल ट्रांसमिशन की घटनाओं का क्रम।

रिसेप्टर (R) को ग्रोथ फैक्टर (GF) से बांधने से इसका डिमराइजेशन और ट्रांसऑटोफॉस्फोरिलेशन होता है। फॉस्फोराइलेटेड रिसेप्टर Grb2 प्रोटीन के लिए आत्मीयता प्राप्त करता है। गठित FR*R*Grb2 कॉम्प्लेक्स साइटोसोलिक एसओएस प्रोटीन के साथ इंटरैक्ट करता है। एसओएस रचना परिवर्तन

लंगर डाले रास-जीडीएफ झिल्ली प्रोटीन के साथ अपनी बातचीत सुनिश्चित करता है। FR?R?Grb2?SOS?Ras-GDP कॉम्प्लेक्स के गठन से GDP के लिए Ras प्रोटीन की आत्मीयता कम हो जाती है और GTP के लिए आत्मीयता बढ़ जाती है।

GTP द्वारा GDP के प्रतिस्थापन से रास प्रोटीन की रचना बदल जाती है, जो जटिल से मुक्त होता है और झिल्ली क्षेत्र में Raf प्रोटीन के साथ परस्पर क्रिया करता है। रास-जीटीपी-राफ कॉम्प्लेक्स प्रोटीन किनेज गतिविधि प्रदर्शित करता है और एमईके किनेज एंजाइम को फास्फोराइलेट करता है। सक्रिय एमईके किनेज बदले में एमएपी किनेज को थ्रेओनाइन और टाइरोसिन पर फास्फोराइलेट करता है।

चित्र 4.16। एमएपी किनेज कैस्केड।

इस प्रकार के रिसेप्टर्स में एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर (ईजीएफ), नर्व ग्रोथ फैक्टर (एनजीएफ) और अन्य ग्रोथ फैक्टर होते हैं।

Grb2 - एक प्रोटीन जो ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर (ग्रोथ रिसेप्टर बाइंडिंग प्रोटीन) के साथ इंटरैक्ट करता है; एसओएस (जीईएफ) - जीडीपी-जीटीपी विनिमय कारक (गुआनिन न्यूक्लियोटाइड विनिमय कारक); रास - जी-प्रोटीन (ग्वानिडाइन ट्राइफॉस्फेटस); Raf-kinase - अपने सक्रिय रूप में - MEK-kinase फॉस्फोराइलेटिंग; MEK kinase - MAP kinase kinase; एमएपी किनेज - माइटोजेन-एक्टिवेटेड प्रोटीन किनेज (माइटोजेन-एक्टिवेटेड प्रोटीन किनेज)

-PO 3 2 - समूह का MAP किनेज के अमीनो एसिड रेडिकल्स से लगाव इसके आवेश, रचना और गतिविधि को बदल देता है। एंजाइम सेरीन और थ्रेओनीन के लिए झिल्ली, साइटोसोल और न्यूक्लियस के विशिष्ट प्रोटीन को फास्फोराइलेट करता है।

इन प्रोटीनों की गतिविधि में परिवर्तन चयापचय प्रक्रियाओं की दर, झिल्ली ट्रांसलोकेस की कार्यप्रणाली और लक्ष्य कोशिकाओं की माइटोटिक गतिविधि को प्रभावित करते हैं।

रिसेप्टर्स के साथ गुआनाइलेट साइक्लेज गतिविधिउत्प्रेरक रिसेप्टर्स के रूप में भी जाना जाता है। गुआनाइलेट साइक्लेज GTP से cGMP के गठन को उत्प्रेरित करता है, जो इंट्रासेल्युलर सिग्नल ट्रांसमिशन (चित्र। 4.17) के महत्वपूर्ण दूतों (मध्यस्थों) में से एक है।

चावल। 4.17. मेम्ब्रेन गनीलेट साइक्लेज गतिविधि का विनियमन।

मेम्ब्रेन-बाउंड गनीलेट साइक्लेज (GC) एक ट्रांसमेम्ब्रेन ग्लाइकोप्रोटीन है। सिग्नल अणु का बाध्यकारी केंद्र बाह्य डोमेन पर स्थित है, गनीलेट साइक्लेज़ का इंट्रासेल्युलर डोमेन सक्रियण के परिणामस्वरूप उत्प्रेरक गतिविधि प्रदर्शित करता है

रिसेप्टर के लिए प्राथमिक संदेशवाहक का जुड़ाव गनीलेट साइक्लेज को सक्रिय करता है, जो जीटीपी को चक्रीय ग्वानोसिन-3,5'-मोनोफॉस्फेट (सीजीएमपी), दूसरे संदेशवाहक में परिवर्तित करता है। सेल में cGMP की सांद्रता बढ़ जाती है। cGMP अणु प्रोटीन किनेज G (PKG5) के विनियामक केंद्रों से उत्क्रमणीय रूप से जुड़ सकते हैं, जिसमें दो सबयूनिट होते हैं। सीजीएमपी के चार अणु एंजाइम की संरचना और गतिविधि को बदलते हैं। सक्रिय प्रोटीन किनेज जी सेल साइटोसोल में कुछ प्रोटीन और एंजाइमों के फास्फारिलीकरण को उत्प्रेरित करता है। प्रोटीन किनेज जी के प्राथमिक दूतों में से एक एट्रियल नैट्रियूरेटिक फैक्टर (एएनएफ) है, जो शरीर में द्रव होमियोस्टेसिस को नियंत्रित करता है।

6. इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स का उपयोग करके सिग्नल ट्रांसमिशन।रासायनिक रूप से हाइड्रोफोबिक हार्मोन (स्टेरॉयड हार्मोन और थायरोक्सिन) झिल्लियों के माध्यम से फैल सकते हैं, इसलिए उनके रिसेप्टर्स साइटोसोल या सेल न्यूक्लियस में स्थित होते हैं।

साइटोसोलिक रिसेप्टर्स एक चैपरोन प्रोटीन से जुड़े होते हैं जो समय से पहले रिसेप्टर सक्रियण को रोकता है। स्टेरॉयड और थायरॉयड हार्मोन के लिए परमाणु और साइटोसोलिक रिसेप्टर्स में एक डीएनए-बाध्यकारी डोमेन होता है जो नाभिक में डीएनए के नियामक क्षेत्रों के साथ हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स की बातचीत सुनिश्चित करता है और प्रतिलेखन की दर में परिवर्तन करता है।

प्रतिलेखन की दर में परिवर्तन के लिए अग्रणी घटनाओं का क्रम

हार्मोन कोशिका झिल्ली के लिपिड बाईलेयर से होकर गुजरता है। साइटोसोल या न्यूक्लियस में, हार्मोन रिसेप्टर के साथ इंटरैक्ट करता है। हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स नाभिक में जाता है और डीएनए के नियामक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम से जुड़ जाता है - बढ़ाने(चित्र। 4.18) या रवशामक।आरएनए पोलीमरेज़ के लिए प्रमोटर की उपलब्धता बढ़ाने वाले के साथ बातचीत करने पर बढ़ जाती है या साइलेंसर के साथ बातचीत करने पर घट जाती है। तदनुसार, कुछ संरचनात्मक जीनों के प्रतिलेखन की दर बढ़ जाती है या घट जाती है। परिपक्व mRNAs नाभिक से मुक्त होते हैं। कुछ प्रोटीनों के अनुवाद की दर बढ़ती या घटती है। कोशिका के चयापचय और कार्यात्मक स्थिति को प्रभावित करने वाले प्रोटीन की मात्रा में परिवर्तन होता है।

प्रत्येक सेल में, विभिन्न सिग्नल ट्रांसड्यूसर सिस्टम में शामिल रिसेप्टर्स होते हैं जो सभी बाहरी संकेतों को इंट्रासेल्युलर में परिवर्तित करते हैं। किसी विशेष प्रथम संदेशवाहक के लिए रिसेप्टर्स की संख्या 500 से 100,000 प्रति सेल तक भिन्न हो सकती है। वे एक दूसरे से दूर झिल्ली पर स्थित होते हैं या इसके कुछ क्षेत्रों में केंद्रित होते हैं।

चावल। 4.18. इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स को सिग्नल ट्रांसमिशन

बी) तालिका से, इसमें शामिल लिपिड का चयन करें:

1. प्रोटीन किनेज सी का सक्रियण

2. फॉस्फोलाइपेस सी की कार्रवाई के तहत डीएजी गठन की प्रतिक्रियाएं

3. तंत्रिका तंतुओं के माइलिन आवरण का निर्माण

ग) पैराग्राफ 2 में आपके द्वारा चुने गए लिपिड की हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया लिखें;

डी) इंगित करता है कि एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के सीए 2 + चैनल के नियमन में कौन से हाइड्रोलिसिस उत्पाद शामिल हैं।

2. सही जवाब चुनने।

वाहक प्रोटीन की संचलन क्षमता इससे प्रभावित हो सकती है:

B. झिल्ली के पार विद्युत क्षमता में परिवर्तन

B. विशिष्ट अणुओं का जुड़ाव D. बाइलेयर लिपिड की फैटी एसिड संरचना E. परिवहन किए गए पदार्थ की मात्रा

3. मैच सेट करें:

A. ER कैल्शियम चैनल B. Ca 2+-ATPase

डी। का +-निर्भर वाहक सीए 2 + डी। एन +, के + -एटीपीस

1. Na+ को सांद्रण प्रवणता के अनुदिश ले जाता है

2. सुगम प्रसार के तंत्र द्वारा संचालित होता है

3. सांद्रण प्रवणता के विरुद्ध Na+ का वहन करता है

4. टेबल ट्रांसफर करें। 4.2। नोटबुक और इसे भरें।

तालिका 4.2. एडिनाइलेट साइक्लेज और इनोसिटोल फॉस्फेट सिस्टम

संरचना और संचालन के चरण	एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम	इनोसिटोल फॉस्फेट प्रणाली
सिस्टम के प्राथमिक संदेशवाहक का उदाहरण
इंटीग्रल सेल मेम्ब्रेन प्रोटीन प्राथमिक संदेशवाहक के साथ पूरक रूप से परस्पर क्रिया करता है
सिग्नलिंग एंजाइम प्रोटीन को सक्रिय करता है
माध्यमिक (ई) संदेशवाहक बनाने वाली एंजाइम प्रणाली
सिस्टम के माध्यमिक संदेशवाहक
सिस्टम का साइटोसोलिक (ई) एंजाइम (एस) दूसरे संदेशवाहक के साथ (ई) इंटरैक्ट करता है
चयापचय पथ के एंजाइमों की गतिविधि के नियमन (इस प्रणाली में) का तंत्र
लक्ष्य सेल में दूसरे दूतों की एकाग्रता को कम करने के लिए तंत्र
सिग्नलिंग सिस्टम के झिल्ली एंजाइम की गतिविधि में कमी का कारण

आत्म-नियंत्रण के लिए कार्य

1. मैच सेट करें:

A. पैसिव सिम्पोर्ट B. पैसिव एंटीपोर्ट

बी एंडोसाइटोसिस डी एक्सोसाइटोसिस

डी प्राथमिक सक्रिय परिवहन

1. कोशिका में किसी पदार्थ का परिवहन प्लाज्मा झिल्ली के एक भाग के साथ होता है

2. इसके साथ ही, दो अलग-अलग पदार्थ सघनता प्रवणता के साथ कोशिका में प्रवेश करते हैं

3. पदार्थों का परिवहन सांद्रण प्रवणता के विरुद्ध होता है

2. सही उत्तर चुने।

एजी-जीटीपी से जुड़ा जी-प्रोटीन सबयूनिट सक्रिय करता है:

ए रिसेप्टर

B. प्रोटीन किनेज A

B. फॉस्फोडिएस्टरेज़ D. एडिनाइलेट साइक्लेज़ E. प्रोटीन किनसे C

3. एक मैच सेट करें।

समारोह:

A. उत्प्रेरक रिसेप्टर B की गतिविधि को नियंत्रित करता है। फॉस्फोलिपेज़ C को सक्रिय करता है

बी। अनुवाद करता है सक्रिय रूपप्रोटीन काइनेज ए

डी। सेल ई के साइटोसोल में सीए 2+ की एकाग्रता को बढ़ाता है। प्रोटीन किनेज सी को सक्रिय करता है

दूसरा संदेशवाहक:

4. एक मैच सेट करें।

कामकाज:

A. झिल्ली बिलेयर में पार्श्व प्रसार में सक्षम

बी प्राथमिक संदेशवाहक के संयोजन में, यह बढ़ाने में शामिल हो जाता है

बी प्राथमिक संदेशवाहक के साथ बातचीत करते समय एंजाइमेटिक गतिविधि दिखाता है

जी। जी-प्रोटीन के साथ बातचीत कर सकता है

डी। सिग्नल ट्रांसमिशन के दौरान फॉस्फोलाइपेस सी के साथ इंटरैक्ट करता है रिसेप्टर:

1. इंसुलिन

2. एड्रेनालाईन

3. स्टेरॉयड हार्मोन

5. "श्रृंखला" कार्य पूरा करें:

एक) पेप्टाइड हार्मोन रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं:

A. कोशिका के साइटोसोल में

B. लक्ष्य कोशिका झिल्लियों के अभिन्न प्रोटीन

B. कोशिका के केंद्रक में

G. सहसंयोजक रूप से FIF 2 से जुड़ा हुआ है

बी) हार्मोन के साथ इस तरह के एक रिसेप्टर की बातचीत सेल में एकाग्रता में वृद्धि का कारण बनती है:

ए हार्मोन

बी इंटरमीडिएट मेटाबोलाइट्स

B. दूसरा संदेशवाहक D. परमाणु प्रोटीन

में) ये अणु हो सकते हैं:

ए. टैग बी. जी.टी.पी

बी एफआईएफ 2 डी कैंप

जी) वे सक्रिय करते हैं:

A. एडिनाइलेट साइक्लेज

बी सीए 2+ -निर्भर शांतोडुलिन

B. प्रोटीन किनेज A D. फॉस्फोलिपेज़ C

ई) यह एंजाइम कोशिका में चयापचय प्रक्रियाओं की दर को बदलता है:

ए। साइटोसोल बी में सीए 2 + की एकाग्रता में वृद्धि। नियामक एंजाइमों का फास्फोराइलेशन

बी प्रोटीनफॉस्फेट सक्रियण

D. नियामक प्रोटीन जीन की अभिव्यक्ति में परिवर्तन

6. "श्रृंखला" कार्य को पूरा करें:

एक) रिसेप्टर (आर) के लिए वृद्धि कारक (जीएफ) का जुड़ाव होता है:

A. FR-R परिसर के स्थानीयकरण में परिवर्तन

B. रिसेप्टर का डिमराइजेशन और ट्रांसऑटोफॉस्फोरिलेशन

B. रिसेप्टर की संरचना में परिवर्तन और Gs प्रोटीन से लगाव D. FR-R कॉम्प्लेक्स का संचलन

बी) रिसेप्टर की संरचना में इस तरह के बदलाव से झिल्ली की सतह प्रोटीन के लिए इसकी आत्मीयता बढ़ जाती है:

बी रफ जी Grb2

में) यह अंतःक्रिया साइटोसोलिक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स से लगाव की संभावना को बढ़ाती है:

ए कलमोदुलिना बी रास

बी पीसीएस डी एसओएस

जी) जो कॉम्प्लेक्स की "लंगर" प्रोटीन की पूरकता को बढ़ाता है:

इ) "एंकरेड" प्रोटीन की रचना में परिवर्तन इसके लिए इसकी आत्मीयता को कम कर देता है:

A. कैंप B. GTP

बी जीडीएफ जी एटीपी

इ) इस पदार्थ को इसके द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है:

ए. जीडीएफ बी. एएमपी

बी सीजीएमपी डी जीटीपी

तथा) एक न्यूक्लियोटाइड का जुड़ाव "लंगर" प्रोटीन के साथ बातचीत को बढ़ावा देता है:

A. PKA B. Calmodulin

एच) यह प्रोटीन एक जटिल का हिस्सा है जो फास्फोराइलेट करता है:

A. MEK किनेज B. प्रोटीन किनेज C

बी प्रोटीन किनेज ए डी एमएपी किनेज

तथा) यह एंजाइम बदले में सक्रिय होता है:

A. MEK किनासे B. प्रोटीन काइनेज G

B. राफ प्रोटीन D. MAP किनेज

जे) प्रोटीन फास्फारिलीकरण इसके लिए अपनी आत्मीयता बढ़ाता है:

ए. एसओएस और आरएएफ प्रोटीन बी. परमाणु नियामक प्रोटीन बी. कैलमोडुलिन डी. परमाणु रिसेप्टर्स

k) इन प्रोटीनों की सक्रियता निम्न की ओर ले जाती है:

A. रास प्रोटीन के सक्रिय केंद्र में GTP का डिफॉस्फोराइलेशन B. वृद्धि कारक के लिए रिसेप्टर की आत्मीयता में कमी

B. मैट्रिक्स बायोसिंथेसिस की दर में वृद्धि D. SOS-Grb2 कॉम्प्लेक्स का पृथक्करण

एम) इसके परिणामस्वरूप:

ए एसओएस प्रोटीन रिसेप्टर से जारी किया जाता है

B. रिसेप्टर प्रोटोमर्स (R) का पृथक्करण होता है

B. रास प्रोटीन राफ प्रोटीन से अलग होता है

D. लक्ष्य कोशिका की प्रजनन गतिविधि बढ़ जाती है।

"आत्म-नियंत्रण के लिए कार्य" के उत्तर के मानक

1. 1-बी, 2-ए, 3-डी

3. 1-बी, 2-डी, 3-जी

4. 1-सी, 2-डी, 3-बी

5. ए) बी, बी) सी, सी) डी, डी) सी, ई) बी

6. ए) बी, बी) डी, सी) डी, डी) ए, ई) बी, एफ) डी, जी) डी, एच) ए, आई) डी, जे) सी, एल) सी, एम) डी

बुनियादी नियम और अवधारणाएँ

1. झिल्लियों की संरचना और कार्य

2. झिल्लियों में पदार्थों का परिवहन

3. झिल्ली प्रोटीन की संरचनात्मक विशेषताएं

4. ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नल ट्रांसडक्शन सिस्टम (एडिनाइलेट साइक्लेज, इनोसिटोल फॉस्फेट, गनीलेट साइक्लेज, कैटेलिटिक और इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स)

5. प्राथमिक संदेशवाहक

6. माध्यमिक संदेशवाहक (मध्यस्थ)

श्रवण कार्य के लिए कार्य

1. चित्र देखें। 4.19 और निम्नलिखित कार्यों को पूरा करें:

ए) परिवहन के तरीके का नाम दें;

बी) घटनाओं का क्रम निर्धारित करें:

ए। सीएल - सेल को एकाग्रता ढाल के साथ छोड़ देता है

बी प्रोटीन किनेज ए चैनल के आर-सबयूनिट को फास्फोराइलेट करता है

B. आर-सबयूनिट रचना परिवर्तन

D. झिल्ली प्रोटीन में सहकारी गठनात्मक परिवर्तन होते हैं

डी। एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम सक्रिय है

चावल। 4.19. C1 का कार्य - आंतों के एंडोथेलियम का चैनल।

आर एक नियामक प्रोटीन है जिसे प्रोटीन किनेज ए (पीकेए) की क्रिया द्वारा फॉस्फोराइलेटेड रूप में परिवर्तित किया जाता है।

सी) तालिका में भरने वाले एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम झिल्ली के सीए 2+ चैनल और आंतों के एंडोथेलियल सेल के सीएल-चैनल के कामकाज की तुलना करें। 4.3।

तालिका 4.3। चैनलों के कामकाज को विनियमित करने के तरीके

समस्याओं का समाधान

1. हृदय की मांसपेशियों का संकुचन Ca 2 + को सक्रिय करता है, जिसकी सामग्री कोशिका के साइटोसोल में साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के cAMP- निर्भर वाहक के कामकाज के कारण बढ़ जाती है। बदले में, कोशिकाओं में सीएएमपी की एकाग्रता को दो सिग्नल अणुओं - एड्रेनालाईन और एसिट्लोक्लिन द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इसके अलावा, यह ज्ञात है कि एड्रेनालाईन, β2-एड्रेनर्जिक रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करता है, मायोकार्डियल कोशिकाओं में सीएमपी की एकाग्रता को बढ़ाता है और उत्तेजित करता है हृदयी निर्गम, और एसिटाइलकोलाइन, एम 2-कोलीनर्जिक रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हुए, सीएमपी और मायोकार्डियल सिकुड़न के स्तर को कम करता है। व्याख्या करें कि दो प्राथमिक संदेशवाहक, एक ही सिग्नल ट्रांसडक्शन सिस्टम का उपयोग करके, एक अलग सेलुलर प्रतिक्रिया क्यों प्राप्त करते हैं। इसके लिए:

ए) एड्रेनालाईन और एसिटाइलकोलाइन के लिए सिग्नल ट्रांसडक्शन योजना प्रस्तुत करें;

बी) इन दूतों के सिग्नलिंग कैस्केड में अंतर का संकेत देते हैं।

2. एसिटाइलकोलाइन, लार ग्रंथियों के एम 3-कोलीनर्जिक रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हुए, ईआर से सीए 2+ की रिहाई को उत्तेजित करता है। साइटोसोल में सीए 2+ एकाग्रता में वृद्धि स्रावी कणिकाओं के एक्सोसाइटोसिस और इलेक्ट्रोलाइट्स की रिहाई और लार वाहिनी में प्रोटीन की एक छोटी मात्रा को सुनिश्चित करती है। बताएं कि ईआर के सीए 2+ चैनल कैसे विनियमित होते हैं। इसके लिए:

ए) ईआर सीए 2+ चैनल खोलने वाले दूसरे संदेशवाहक का नाम दें;

बी) दूसरे संदेशवाहक के गठन के लिए प्रतिक्रिया लिखें;

ग) एसिटाइलकोलाइन के ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नल ट्रांसडक्शन की योजना पेश करते हैं, जिसके सक्रियण के दौरान नियामक लिगैंड Ca 2+ -can-

3. इंसुलिन रिसेप्टर शोधकर्ताओं ने प्रोटीन के लिए जीन में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन की पहचान की है, जो इंसुलिन रिसेप्टर के सबस्ट्रेट्स में से एक है। इस प्रोटीन की संरचना में व्यवधान इंसुलिन सिग्नलिंग सिस्टम के कामकाज को कैसे प्रभावित करेगा? एक प्रश्न का उत्तर देने के लिए:

ए) इंसुलिन के ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नलिंग का आरेख दें;

ख) उन प्रोटीनों और एंजाइमों के नाम बताएं जो लक्ष्य कोशिकाओं में इंसुलिन को सक्रिय करते हैं, उनके कार्य को इंगित करते हैं।

4. रास प्रोटीन साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में एक "एंकरेड" प्रोटीन है। "लंगर" का कार्य फार्नेसिल एच 3 सी-(सीएच 3) सी \u003d सीएच-सीएच 2 के 15-कार्बन अवशेषों द्वारा किया जाता है - [सीएच 2 - (सीएच 3) सी \u003d सीएच-सीएच 2 ] 2 -, जो पोस्ट-ट्रांसलेशनल मॉडिफिकेशन के दौरान फ़ार्नेसिलट्रांसफेरेज़ एंजाइम द्वारा प्रोटीन से जुड़ा होता है। वर्तमान में, इस एंजाइम के अवरोधक नैदानिक ​​परीक्षणों से गुजर रहे हैं।

इन दवाओं का उपयोग विकास कारक सिग्नल ट्रांसडक्शन को खराब क्यों करता है? उत्तर के लिए:

ए) रास प्रोटीन से जुड़े सिग्नल ट्रांसडक्शन की योजना प्रस्तुत करें;

बी) रास प्रोटीन के कार्य और उनकी एसाइलेशन विफलता के परिणामों की व्याख्या करें;

ग) अनुमान लगाओ कि इन दवाओं को किन बीमारियों के इलाज के लिए विकसित किया गया था।

5. स्टेरॉयड हार्मोन कैल्सीट्रियोल आंतों की कोशिकाओं में सीए 2+ वाहक प्रोटीन की मात्रा बढ़ाकर आहार कैल्शियम के अवशोषण को सक्रिय करता है। कैल्सिट्रिऑल की क्रिया की क्रियाविधि समझाइए। इसके लिए:

क) स्टेरॉयड हार्मोन के सिग्नल ट्रांसडक्शन की एक सामान्य योजना दें और इसकी कार्यप्रणाली का वर्णन करें;

ख) उस प्रक्रिया का नाम बताइए जो लक्ष्य कोशिका के केंद्रक में हार्मोन को सक्रिय करती है;

c) इंगित करता है कि नाभिक में संश्लेषित अणु किस मैट्रिक्स जैवसंश्लेषण में भाग लेंगे और यह कहाँ होता है।