हार्मोन अंगों में विभिन्न नियामक तंत्रों और चयापचय प्रक्रियाओं को जोड़ने वाले तत्वों को एकीकृत करने के रूप में कार्य करते हैं। वे रासायनिक मध्यस्थों की भूमिका निभाते हैं जो विभिन्न अंगों और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में होने वाले संकेतों के हस्तांतरण को सुनिश्चित करते हैं। कोशिकाएं हार्मोन के लिए अलग तरह से प्रतिक्रिया करती हैं।
एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम के माध्यम से, तत्व लक्ष्य सेल में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की दर को प्रभावित करते हैं। इस प्रणाली पर विस्तार से विचार करें।
शारीरिक प्रभाव
हार्मोन की क्रिया के लिए कोशिकाओं की प्रतिक्रिया इसकी रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है, साथ ही यह किस प्रकार की कोशिका को प्रभावित करती है।
रक्त में हार्मोन की मात्रा काफी कम होती है। एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम की भागीदारी के साथ एंजाइम के सक्रियण तंत्र को ट्रिगर करने के लिए, उन्हें पहचाना जाना चाहिए और फिर रिसेप्टर्स से जुड़ा होना चाहिए - उच्च विशिष्टता वाले विशेष प्रोटीन।
शारीरिक प्रभाव विभिन्न कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है, उदाहरण के लिए, हार्मोन की एकाग्रता। यह गति द्वारा निर्धारित किया जाता हैक्षय के दौरान निष्क्रियता, मुख्य रूप से यकृत में होती है, और चयापचयों के साथ इसके उत्सर्जन की दर। शारीरिक प्रभाव वाहक प्रोटीन के लिए हार्मोन की आत्मीयता की डिग्री पर निर्भर करता है। थायराइड और स्टेरॉयड तत्व प्रोटीन के साथ रक्तप्रवाह में चलते हैं। लक्ष्य कोशिकाओं पर रिसेप्टर्स की संख्या और प्रकार भी कारक निर्धारित कर रहे हैं।
उत्तेजक सिग्नल
हार्मोन के संश्लेषण और स्राव की प्रक्रिया केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को निर्देशित आंतरिक और बाहरी आवेगों से प्रेरित होती है। न्यूरॉन्स इन संकेतों को हाइपोथैलेमस तक ले जाते हैं। यहां, उनके कारण, स्टैटिन और लिबरिन (पेप्टाइड रिलीजिंग हार्मोन) का संश्लेषण उत्तेजित होता है। वे, बदले में, पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि में तत्वों के संश्लेषण और स्राव को रोकते हैं (दबाते हैं) या उत्तेजित करते हैं। इन रासायनिक घटकों को ट्रिपल हार्मोन कहा जाता है। वे परिधीय अंतःस्रावी ग्रंथियों में तत्वों के उत्पादन और स्राव को उत्तेजित करते हैं।
हार्मोन के लक्षण
अन्य सिग्नलिंग अणुओं की तरह, ये तत्व कई सामान्य विशेषताएं साझा करते हैं। हार्मोन:
- कोशिकाओं से उत्सर्जित जो उन्हें बाह्य कोशिकीय अंतरिक्ष में उत्पन्न करते हैं।
- ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है।
- वे कोशिकाओं के संरचनात्मक तत्व नहीं हैं।
- उन कोशिकाओं के साथ एक विशिष्ट संबंध स्थापित करने की क्षमता रखते हैं जिनमें एक विशेष हार्मोन के लिए विशिष्ट रिसेप्टर्स होते हैं।
- उच्च जैविक गतिविधि में अंतर। छोटी सांद्रता में भी, हार्मोन कोशिकाओं को प्रभावी ढंग से प्रभावित कर सकते हैं।
लक्षित सेल
हार्मोन के साथ उनकी बातचीत विशेष रिसेप्टर प्रोटीन द्वारा प्रदान की जाती है। वे बाहरी झिल्ली पर, कोशिका द्रव्य में, परमाणु झिल्ली और अन्य जीवों पर पाए जाते हैं।
किसी भी रिसेप्टर प्रोटीन में दो डोमेन (साइट) होते हैं। उनके कारण, कार्यों को लागू किया जाता है:
- हार्मोन की पहचान।
- प्राप्त आवेग का कोशिका में परिवर्तन और संचरण।
रिसेप्टर की विशेषताएं
एक प्रोटीन डोमेन में एक साइट है जो सिग्नल अणु के कुछ तत्व के लिए पूरक (परस्पर पूरक) है। इसके लिए रिसेप्टर का बंधन एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स के गठन की प्रक्रिया के समान है और यह आत्मीयता स्थिरांक द्वारा निर्धारित किया जाता है।
अधिकांश रिसेप्टर्स वर्तमान में अच्छी तरह से समझ में नहीं आ रहे हैं। यह उनके अलगाव और शुद्धिकरण की जटिलता के साथ-साथ कोशिकाओं में प्रत्येक प्रकार के रिसेप्टर की अत्यंत कम सामग्री के कारण है। हालांकि, यह ज्ञात है कि रिसेप्टर्स के साथ हार्मोन की बातचीत एक भौतिक रासायनिक प्रकृति की है। उनके बीच हाइड्रोफोबिक और इलेक्ट्रोस्टैटिक बॉन्ड बनते हैं।
एक हार्मोन और एक रिसेप्टर की बातचीत बाद में गठनात्मक परिवर्तनों के साथ होती है। नतीजतन, रिसेप्टर के साथ सिग्नल अणु का परिसर सक्रिय होता है। सक्रिय अवस्था में होने के कारण, यह आने वाले सिग्नल के लिए एक विशिष्ट इंट्रासेल्युलर प्रतिक्रिया को भड़काने में सक्षम है। जब सिग्नलिंग अणुओं के साथ बातचीत करने के लिए रिसेप्टर्स का संश्लेषण या क्षमता खराब हो जाती है, तो रोग प्रकट होते हैं - अंतःस्रावी विकार।
वे संबंधित हो सकते हैं:
- संश्लेषण की कमी।
- रिसेप्टर प्रोटीन (आनुवंशिक विकार) की संरचना में परिवर्तन।
- एंटीबॉडी वाले रिसेप्टर्स को ब्लॉक करना।
इंटरैक्शन के प्रकार
वे हार्मोन अणु की संरचना के आधार पर भिन्न होते हैं। यदि यह लिपोफिलिक है, तो यह लक्ष्य की बाहरी झिल्ली में लिपिड परत को भेदने में सक्षम है। एक उदाहरण स्टेरॉयड हार्मोन है। यदि अणु का आकार महत्वपूर्ण है, तो यह कोशिका में प्रवेश नहीं कर सकता है। तदनुसार, लिपोफिलिक हार्मोन के लिए रिसेप्टर्स लक्ष्य के अंदर स्थित होते हैं, और हाइड्रोफिलिक हार्मोन के लिए - बाहर, बाहरी झिल्ली पर।
दूसरा बिचौलिए
हाइड्रोफिलिक अणुओं से एक हार्मोनल सिग्नल की प्रतिक्रिया प्राप्त करना आवेग संचरण के इंट्रासेल्युलर तंत्र द्वारा प्रदान किया जाता है। यह तथाकथित दूसरे बिचौलियों के माध्यम से कार्य करता है। इसके विपरीत, हार्मोन के अणु अपने आकार में काफी विविध होते हैं।
चक्रीय न्यूक्लियोटाइड्स (सीजीएमपी और सीएमपी), शांतोडुलिन (कैल्शियम-बाध्यकारी प्रोटीन), कैल्शियम आयन, इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट, चक्रीय न्यूक्लियोटाइड के संश्लेषण में शामिल एंजाइम और प्रोटीन फास्फोरिलीकरण "दूसरे संदेशवाहक" के रूप में कार्य करते हैं।
एडेनाइलेट साइक्लेज सिस्टम के माध्यम से हार्मोन की क्रिया
संकेत तत्वों से लक्ष्य कोशिकाओं को आवेग संचारित करने के 2 मुख्य तरीके हैं:
- एडेनाइलेट सेक्लेज़ (गनीलेट साइक्लेज़) प्रणाली।
- फॉस्फॉइनोसाइटाइड तंत्र।
एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम के माध्यम से हार्मोन की क्रिया की योजना में शामिल हैं: जी प्रोटीन, प्रोटीन किनेसेस,रिसेप्टर प्रोटीन, ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट, एडिनाइलेट सेक्लेज़ एंजाइम। इन पदार्थों के अलावा, सिस्टम के सामान्य कामकाज के लिए एटीपी भी आवश्यक है।
रिसेप्टर, जी प्रोटीन, जिसके पास जीटीपी और एडिनाइलेट साइक्लेज स्थित हैं, कोशिका झिल्ली में निर्मित होते हैं। ये तत्व पृथक अवस्था में हैं। सिग्नल अणु और रिसेप्टर प्रोटीन के परिसर के गठन के बाद, जी प्रोटीन की संरचना बदल जाती है। नतीजतन, इसकी एक सबयूनिट जीटीपी के साथ बातचीत करने की क्षमता हासिल कर लेती है।
गठन जटिल "जी प्रोटीन + जीटीपी" एडिनाइलेट साइक्लेज को सक्रिय करता है। वह, बदले में, एटीपी अणुओं को सीएमपी में बदलना शुरू कर देती है। यह विशिष्ट एंजाइमों - प्रोटीन किनेसेस को सक्रिय करने में सक्षम है। इसके कारण, एटीपी की भागीदारी के साथ विभिन्न प्रोटीन अणुओं के फॉस्फोराइलेशन की प्रतिक्रियाएं उत्प्रेरित होती हैं। एक ही समय में प्रोटीन की संरचना में फॉस्फोरिक एसिड के अवशेष शामिल होते हैं।
एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम में हार्मोन की क्रिया के तंत्र के कारण, फॉस्फोराइलेटेड प्रोटीन की गतिविधि बदल जाती है। विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं में, विभिन्न कार्यात्मक गतिविधि के प्रोटीन प्रभावित होते हैं: परमाणु या झिल्ली अणु, साथ ही एंजाइम। फॉस्फोराइलेशन के परिणामस्वरूप, प्रोटीन कार्यात्मक रूप से सक्रिय या निष्क्रिय हो सकते हैं।
एडेनाइलेट साइक्लेज सिस्टम: जैव रसायन
उपरोक्त वर्णित अंतःक्रियाओं के कारण, लक्ष्य में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की दर बदल जाती है।
एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम की सक्रियता की नगण्य अवधि के बारे में कहना आवश्यक है। संक्षिप्तता इस तथ्य के कारण है कि जी प्रोटीन, एंजाइम के लिए बाध्य होने के बादGTPase गतिविधि दिखाई देने लगती है। यह जीटीपी हाइड्रोलिसिस के बाद संरचना को पुनर्स्थापित करता है और एडिनाइलेट साइक्लेज पर कार्य करना बंद कर देता है। यह सीएमपी गठन प्रतिक्रिया की समाप्ति की ओर जाता है।
निषेध
एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम की योजना में प्रत्यक्ष प्रतिभागियों के अलावा, कुछ लक्ष्यों में जी अणुओं से जुड़े रिसेप्टर्स होते हैं, जिससे एंजाइम का निषेध होता है। Adenylaceteclase "GTP + G प्रोटीन" कॉम्प्लेक्स द्वारा बाधित है।
जब सीएमपी का उत्पादन बंद हो जाता है, तो फॉस्फोराइलेशन तुरंत बंद नहीं होता है। जब तक अणु मौजूद रहेंगे, प्रोटीन किनेसेस की सक्रियता जारी रहेगी। सीएमपी की क्रिया को रोकने के लिए, कोशिकाएं एक विशेष एंजाइम - फॉस्फोडिएस्टरेज़ का उपयोग करती हैं। यह 3', 5'-साइक्लो-एएमपी से एएमपी तक हाइड्रोलिसिस उत्प्रेरित करता है।
कुछ यौगिक जिनका फॉस्फोडिएस्टरेज़ पर निरोधात्मक प्रभाव होता है (उदाहरण के लिए, थियोफिलाइन, कैफीन) साइक्लो-एएमपी की एकाग्रता को बनाए रखने और बढ़ाने में मदद करते हैं। इन पदार्थों के प्रभाव में, एडिनाइलेट साइक्लेज मैसेंजर सिस्टम की सक्रियता की अवधि। दूसरे शब्दों में, हार्मोन की क्रिया को बढ़ाया जाता है।
इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट
एडिनाइलेट साइक्लेज सिग्नल ट्रांसडक्शन सिस्टम के अलावा, एक और सिग्नल ट्रांसडक्शन मैकेनिज्म है। इसमें कैल्शियम आयन और इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट शामिल हैं। उत्तरार्द्ध इनोसिटोल फॉस्फेटाइड (एक जटिल लिपिड) से प्राप्त पदार्थ है।
इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट फॉस्फोलिपेज़ "सी" के प्रभाव में बनता है, एक विशेष एंजाइम जो इंट्रासेल्युलर डोमेन में परिवर्तन के दौरान सक्रिय होता है।कोशिका झिल्ली रिसेप्टर।
इस एंजाइम की क्रिया के कारण फॉस्फेटिडिल-इनोसिटोल-4.5-बिस्फोस्फेट अणु का फॉस्फोएस्टर बंधन हाइड्रोलाइज्ड हो जाता है। नतीजतन, इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट और डायसाइलग्लिसरॉल बनते हैं। उनके गठन से, बदले में, कोशिका में आयनित कैल्शियम की मात्रा में वृद्धि होती है। यह प्रोटीन किनेसेस सहित विभिन्न कैल्शियम-निर्भर प्रोटीन अणुओं के सक्रियण में योगदान देता है।
इस मामले में, एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम के लॉन्च के साथ, प्रोटीन फास्फारिलीकरण कोशिका के अंदर आवेग संचरण के चरणों में से एक के रूप में कार्य करता है। यह हार्मोन के प्रभाव के लिए कोशिका की शारीरिक प्रतिक्रिया की ओर जाता है।
जोड़ने वाला तत्व
एक विशेष प्रोटीन, शांतोडुलिन, फॉस्फॉइनोसाइटाइड तंत्र के कामकाज में शामिल होता है। इसकी संरचना का एक तिहाई नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए अमीनो एसिड (एस्प, ग्लू) द्वारा बनता है। इस संबंध में, यह Ca+2 को सक्रिय रूप से बाँधने में सक्षम है।
एक शांतोदुलिन अणु में 4 बंधन स्थल होते हैं। सीए + 2 के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप, शांतोडुलिन अणु में गठनात्मक परिवर्तन शुरू होते हैं। नतीजतन, सीए + 2-शांतोडुलिन कॉम्प्लेक्स कई एंजाइमों की गतिविधि को विनियमित करने की क्षमता प्राप्त करता है: फॉस्फोडिएस्टरेज़, एडिनाइलेट साइक्लेज़, सीए + 2, एमजी + 2 - एटीपीस, साथ ही साथ विभिन्न प्रोटीन किनेसेस।
बारीकियां
विभिन्न कोशिकाओं में, एक एंजाइम के आइसोनाइजेस पर सीए + 2-शांतोडुलिन कॉम्प्लेक्स के प्रभाव में (उदाहरण के लिए, विभिन्न प्रकार के एडिनाइलेट साइक्लेज पर), एक मामले में सक्रियण देखा जाएगा, और दूसरे में - सीएमपी गठन का निषेध। यह इस तथ्य के कारण है कि आइसोनिजेस में एलोस्टेरिक केंद्रविभिन्न अमीनो एसिड रेडिकल शामिल हो सकते हैं। तदनुसार, परिसर के प्रभाव के प्रति उनकी प्रतिक्रिया अलग होगी।
अतिरिक्त
जैसा कि आप देख सकते हैं, "दूसरा संदेशवाहक" एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम और ऊपर वर्णित प्रक्रियाओं में शामिल हैं। जब फ़ॉस्फ़ोइनोसाइटाइड तंत्र कार्य करता है, तो वे हैं:
- चक्रीय न्यूक्लियोटाइड। एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम की तरह, वे सी-जीएमपी और सी-एएमपी हैं।
- कैल्शियम आयन।
- सा-शांतोडुलिन कॉम्प्लेक्स।
- डायसीलग्लिसरॉल।
- इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट। यह तत्व एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम में सिग्नल ट्रांसडक्शन में भी शामिल है।
उपरोक्त मध्यस्थों को शामिल करते हुए लक्ष्य के भीतर हार्मोन अणुओं से संकेतन के तंत्र में कई सामान्य विशेषताएं हैं:
- सूचना हस्तांतरण के चरणों में से एक प्रोटीन फास्फारिलीकरण की प्रक्रिया है।
- विशेष तंत्र के प्रभाव में सक्रियण रुक जाता है। वे प्रक्रिया प्रतिभागियों द्वारा स्वयं (नकारात्मक प्रतिक्रिया तंत्र के प्रभाव में) लॉन्च किए जाते हैं।
निष्कर्ष
हार्मोन शरीर में शारीरिक क्रियाओं के मुख्य हास्य नियामक के रूप में कार्य करते हैं। वे अंतःस्रावी ग्रंथियों में निर्मित होते हैं या विशिष्ट अंतःस्रावी कोशिकाओं द्वारा निर्मित होते हैं। हार्मोन लसीका, रक्त में छोड़े जाते हैं और लक्ष्य कोशिकाओं पर दूर (अंतःस्रावी) प्रभाव डालते हैं।
वर्तमान में इन अणुओं के गुणअच्छी तरह से अध्ययन किया। उनके जैवसंश्लेषण की प्रक्रियाओं को जाना जाता है, साथ ही शरीर पर प्रभाव के मुख्य तंत्र भी। हालांकि, हार्मोन और अन्य यौगिकों की बातचीत की ख़ासियत से संबंधित अभी भी कई अनसुलझे रहस्य हैं।
