HỆ NỘI TIẾT Ở ÐỘNG VẬT HỮU NHŨ – Phần 3 doc

Một số hormone như các hormone steroid trực tiếp xuyên qua màng tế bào hoặc gắn vào một thụ thể Hình 11A.. Khi có nhiều bằng chứng cho thấy các hormone protein hoặc dẫn xuất của protein

HỆ NỘI TIẾT Ở ÐỘNG VẬT

HỮU NHŨ – Phần 3

III PHƯƠNG THỨC TÁC ÐỘNG CỦA CÁC HORMONE

Các hormone đi vào trong các tế bào đích theo nhiều cách khác nhau Một số hormone như các hormone steroid trực tiếp xuyên qua màng

tế bào hoặc gắn vào một thụ thể (Hình 11A) Sau đó phức hệ thụ thể-hormone gắn vào ADN và thể-hormone biểu hiện tác dụng Một số thể-hormone có thể đi vào trong tế bào qua các kênh chuyên biệt và một số khác đi vào tế bào nhờ sự vận chuyển tích cực Cuối cùng, phần lớn các hormone không đi vào trong tế bào mà gắn vào các thụ thể bên ngoài tế bào Sự gắn nầy gây ra một hiệu quả bên trong tế bào, dẫn đến sự mở một kênh ion trên màng (Hình 11B) hoặc hoạt hóa một enzim hay một chất truyền tin thứ hai trong tế bào (Hình 11C)

Bên trong tế bào phương thức kiểm soát của hormone cũng khác nhau Một số hormone như testosterone gắn vào ADN và trực tiếp ảnh hưởng đến sự biểu hiện của gen Kết quả là sự sản sinh ra một enzim chuyên biệt Một số khác như adrenalin kiểm soát hoạt tính của các enzim đã được

tổng hợp hoặc biểu hiện tác dụng của chúng bằng sự biến đổi các protein cấu trúc

1 Phương thức tác động của các hormone non-steroid Hình 11 Mô hình

cách thức hormone đi vào tế bào đích

Những năn 1960 đã chứng kiến những tiến bộ đáng phấn khởi trong việc tìm hiểu cơ chế tác động của các hormone đến các tế bào đích Một đóng góp chính là của E.W Sutherland và T.W Rall Họ nghiên cứu cơ chế

mà nhờ đó glucagon và adrenalin kích thích tế bào gan phóng thích nhiều

glucose vào máu Họ phát hiện rằng những hormone nầy kích thích sự gia tăng nồng độ của AMP vòng (cAMP) trong tế bào (Hình 12)

Hình 12 AMP vòng

Họ thấy rằng hợp chất nầy dẫn đến sự hoạt hóa một enzim cần thiết để phân giải glycogen thành glucose Những nghiên cứu tiếp theo đã chứng minh rằng một lượng lớn của các hormone khác tác động đến các tế bào đích cũng làm tăng hoặc giảm nồng độ của cAMP

cAMP là một hợp chất có quan hệ với ATP Chúng được phân bố rộng rãi trong tự nhiên và được tìm thấy trong hầu hết các mô động vật cAMP được tổng hợp từ ATP trong tế bào nhờ một phản ứng được xúc tác

bởi một enzim gọi là adenylate cyclase (là một thành phần của màng tế bào)

Khi có nhiều bằng chứng cho thấy các hormone protein hoặc dẫn xuất của protein (trong đó có glucagon và adrenalin) không thực sự đi vào các tế bào đích mà thường tạo các liên kết yếu với một vị trí tiếp nhận trên màng tế bào, một mô hình chất truyền tin thứ hai (second-messenger model) đã được đưa ra Theo mô hình nầy, chính hormone tác động như chất truyền tin thứ nhất, đi từ tuyến nội tiết đến tế bào đích và gắn vào thụ thể trên màng tế bào Sau đó sự gắn hormone vào thụ thể đã kích thích bên trong tế bào sản sinh ra một chất truyền tin thứ hai, thường là cAMP Ðặc biệt, sự gắn của hormone với một thụ thể chuyên biệt trên màng tế bào đích đã hoạt hóa một protein thứ hai trên màng tế bào gọi là G-protein Từ đó G-protein ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim adenylate cyclase, xúc tác sự tạo thành cAMP từ ATP trên mặt trong của màng (Hình 13) Sau đó cAMP hoạt hóa các enzim chuyên biệt bên trong tế bào và từ đó khởi động các đặc tính của tế bào đáp ứng với kích thích của hormone Như vậy, tín hiệu khởi đầu ngoài tế bào

(hormone = chất truyền tin thứ nhất) được biến đổi thành một tín hiệu nội

bào (cAMP = chất truyền tin thứ hai) mà bộ máy hóa học của tế bào có thể hiểu được

Hình 13 Mô hình phương thức tác động của hormone

qua hệ thống adenylate cyclase

Như chúng ta sẽ thấy, nhiều hormone khác nhau (glucagon, adrenalin, PTH, calcitonin, các hormone của thùy trước tuyến yên) được cho rằng tác động thông qua hệ thống adenylate cyclase Những hormone nầy đều là dẫn xuất của axit amin, các peptid ngắn, các protein và đều ưa nước Nếu tất cả những hormone nầy đều tác động để điều hòa hệ thống adenylate cyclase của tế bào đích thì cơ sở cho tính đặc thù của hormone là gì? Ðó là nhờ sự

có mặt hoặc vắng mặt của các thụ thể đặc thù trên màng tế bào, nhờ đó xác định được một loại tế bào có chịu ảnh hưởng của 1 có chịu ảnh hưởng của một hormone hay không (nghĩa là nó có phải là tế bào đích của hormone đó

hay không) Những loại tế bào khác nhau sẽ có các thụ thể chuyên biệt khác nhau

Mặc dù phần lớn các hormone protein hoặc dẫn xuất của protein đều dùng cAMP như chất truyền tin thứ hai, nhưng vẫn có ngoại lệ Chẳng hạn Insulin trực tiếp tác động đến các enzim trong tế bào Một số hóa chất kiểm soát khác tác động làm biến đổi GTP thành cGMP nhưng chi tiết về hệ thống cGMP là chất truyền tin thứ hai vẫn chưa được hiểu rõ

Trong khi một số hormone non-steroid biểu hiện tác dụng của chúng trên sự biến dưỡng của tế bào nhờ hoạt động của chất truyền tin thứ hai là cAMP, một số khác mở một kênh ion chuyên biệt và các ion tác động như một chất truyền tin thứ hai trong tế bào

Ion Ca++ có thể giữ vai trò này vì nồng độ của chúng trong tế bào thường được duy trì thấp nhờ các bơm vận chuyển tích cực đẩy chúng ra ngoài tế bào hoặc vào mạng nội chất Kết quả là khi một hormone gắn vào thụ thể chuyên biệt của nó, làm mở một kênh ion Ca++ trong màng, gradient điện hóa sẽ làm cho ion Ca đi vào phía trong Những ion nầy sau đó sẽ liên kết và hoạt hóa các enzim đặc biệt trong tế bào (Hình 14)

Hình 14 Ion Ca++ là chất truyền tin thứ hai trong tế bào

2 Phương thức tác động của các hormone steroid

Các hormone kỵ nước như các hormone của tuyến giáp, các hormone steroid của vỏ thượng thận và tuyến sinh dục có phương thức tác động không bao gồm chất truyền tin thứ hai Thay vì tác động với một thụ thể trên mặt ngoài của màng tế bào đích, các hormone steroid có thể dễ dàng đi qua màng tế bào vào tế bào chất Ở đây, các steroid (S) gắn vào một phân tử tiếp nhận chuyên biệt thường có bản chất là protein Phức hệ S-R di chuyển vào trong nhân, gắn với một vị trí đặc biệt trên ADN và điều hòa hoạt động của các gen chuyên biệt (Hình 15) Nói cách khác, bằng việc tương tác với vật liệu di truyền của các tế bào đích, các hormone steroid giúp xác định những yếu tố nào cần cho sự tổng hợp protein (đặc biệt là sự tổng hợp các enzim) được gởi từ nhân ra tế bào chất Một tế bào có đáp ứng với một loại hormone hay không tùy thuộc vào chúng có thụ thể chuyên biệt cho hormone đó hay không

Hình 15 Mô hình phương thức hoạt động của hormone steroid

Bảng tóm tắt một số hormone chính và vai trò của chúng

Nguồn Hormone Các tế bào đích và các tác động chính

Thùy trước

Tuyến yên

GH Sự tăng trưởng của xương và cơ; phát

động sự tổng hợp protein; ảnh hưởng đến sự chuyển hóa lipid và carbohydrate

ACTH Kích thích sự tiết các hormone vỏ

thượng thận

TSH Kích thích tuyến giáp tổng hợp và

phóng thích hormone

LH Ở buồng trứng: sự thành lập thể vàng,

sự tiết progesterone

Ở dịch hoàn: kích thích các tế bào Leydig tiết androgen

FSH Ở buồng trứng: sự tăng trưởng của

noãn nang; phối hợp với LH gây ra sự tiết estrogen và sự rụng trứng

Ở dịch hoàn: có vai trò trong sự sinh tinh

Prolactin Phát dộng sự tiết sữa của tuyến vú

Thùy sau

Tuyến yên

Vasopressin Tăng huyết áp; phát động sự tái hấp

thu nước của niệu quản

Oxytocin Gây ra sự tiết sữa, sự co tử cung, sự đẻ

Vùng dưới đồi TRH Kích thích sự phóng thích TSH

CRH Kích thích sự phóng thích ACTH

GnRH Kích thích sự phóng thích LH,FSH và

prolactin

PIF Ức chế sự phóng thích prolactin

Somatostatin Ưïc chế sự phóng thích GH

Tuyến giáp Thyroxin Aính hưởng đến sự tăng trưởng và tốc

độ chuyển hóa

Tuyến tụy Insulin Phát động sự tổng hợp glycogen và sự

sử dụng glucose

Glucagon Phát động sự phân giải glycogen và

tăng nồng độ đường huyết

Vỏ thượng

thận

Cortisol Corticosterone

Phát động sự tổng hợp carbohydrate; phân hủy protein; kháng viêm

Aldosterone Giữ Na và thải K qua thận

Tủy thượng

thận

Epinephrine Sự huy động glycogen; tăng dòng máu

qua cơ vân, tăng sự tiêu thụ oxy; tăng

nhịp đập của tim

Norepinephrine Tăng huyết áp; co động mạch và tĩnh

mạch nhỏ

Dịch hoàn Androgens Các đặc tính sinh dục đực

Buồng trứng Estrogen Các đặc tính sinh dục cái

Thể vàng Progesterone Duy trì sự mang thai