§18. Эстроген мысалында гормондардың «нысана-жасушаға» әсер ету механизмі
Бұл тақырыптың оқу мақсаты: липидті (стероидты) гормондардың әсер ету механизмін түсіндіру.
Жүйкелік-гуморальдық реттелу және гомеостаз ұғымдарының қандай ұқсастықтары бар? Липидтерге нелер жатады? Олардың жасушалар мен ағзалардағы рөлі қандай?
Тақырыпты табысты меңгеру үшін 9-сыныпқа арналған оқулықтан 27-; 10-сыныптан 3-параграфты қайталау керек.
Нысана-жасуша түсінігі. Гормондардың эндокринді без жасушаларында түзілетін биологиялық белсенді заттар екені естеріңде болар. Синтезделген гормондар бездер бойынша қанға түседі де, ағзаға таралады.
«Нысана» түсінігі барлық екі – жүйкелік және гуморальдық реттелуге тән. Рефлекс доғасы бойынша келетін жүйке импульсінің қайда түсетінін еске түсіріңдер. Ол үшін нысана бір бұлшық ет, бұлшық ет топтары, белгілі бір мүшенің бұлшық ет қабаты немесе нақты без болады. Гуморальдық реттелудің ерекшелігі гормондардың әртүрлі үдерістерге кешенді әсері болып табылады. Яғни «нысанасы» нақты бір мүше болып табылатын жүйкелік реттелуден айырмашылығы гормондар биобелсенді зат ретінде ағзадағы бірқатар биохимиялық және физиологиялық өзара байланысты үдерістерге әсер етеді. Осы себептен «нысана» түсінігі әр гормонның әсері үшін жүйкелік реттелу кезіндегіге қарағанда едәуір кең. Нысана ретінде көбінесе жеке мүше, тіпті жасушалар не ұлпалар тобы емес, кешенді жүре бастайтын бірқатар биологиялық үдерістер болады. Бұл гормондар әсері кезіндегі қысқа «бір реттік» жауап әрекеті сияқты емес, ағзаның физиологиялық жағдайындағы өзгерістерге әкеледі.
Гормондардың биохимиялық топтары. Химиялық заттар типі бойынша барлық гормон үлкен үш топқа бөлінеді. Ол топтың біреуін нәруызды гормондар деп аталатын топ құрайды. Әдетте, бұл – аминқышқылдарынан тұратын, құрылымы күрделі пептидтер. Яғни бұл сульфидті (үшінші реттік құрылым) немесе басқа химиялық байланыс түрімен байланысқан әртүрлі бірнеше нәруыз молекулаларынан тұратын ірі кешендер. Кейде бір гормон құрамына кіретін әртүрлі нәруыз тізбектері түрлі генде кодталған. Бұл – инсулин, соматотропин, пролактин, лактин сияқты және т.б. гормондар.
Гормондардың басқа бір биохимиялық тобына липидті заттар не стероидтар жатады. Бұл – аминқышқылдарынан тұрмайтын, суда ерімейтін, бірақ майлар мен эфирлерде еруге қабілетті гидрофобты қосылыстар. Олардың химиялық формулалары көбінесе циклді құрылымды болады. Стероидты гормондарға мысал ретінде аталық және аналық жыныс гормондарын келтіруге болады.
Эстроген мен андрогеннің биохимиялық формулалары ұқсас. Бұл кездейсоқтық емес. Жасушаларда аналық жыныс гормоны – эстроген (эстрадиол) синтезі, аталық жыныс андрогені – тестостерон синтезі арқылы жүреді. Яғни алдымен болашақ гормон үшін құрылыс материалы ретінде аталық тестостерон түзіледі, содан кейін жасуша оны аналық эстрогенге (эстрадиол) өзертеді. Бірақ «аралық аталық өнім» эстроген түзілетін жасуша цитоплазмасы шегінен шықпайтынын түсіну керек. Аталық «ізашар» қанға түспейді, сәйкесінше ағзаға әсер етпейді.
Гормондардың үшінші тобына аминқышқылдары туындылары жатады. Бұл – химиялық формулалары белгілі бір аминқышқылдарына жақын, шамалы биохимиялық өзгерістерден кейін оның туындысы болып табылатын гормондар. Мұндай гормондарға мысал ретінде тироксин, адреналин және норадреналинді келтіруге болады. Бұл үш гормон тирозин аминқышқылының туындысы болып табылады. Олардың барлығының формулалары әртүрлі және түрлі химиялық айналулар, шын мәнінде, бір заттың нәтижесі болып табылады (16-сурет).
Эстроген мысалында липидті немесе стероидты гормондардың «нысана-жасушаға» әсер ету механизмі. Барлық стероидты гормондардың оларды пептидті гормондарынан айырмашылық жасайтын «нысана-жасушаға» нақты әрі қатаң белгілі бір әсер ету механизмі бар. Олар гидрофобты және майларға ұқсас формуласы бар. Фосфолипидтер қабатынан тұратын сыртқы жасушалық мембрана оларға кедергі болып табылмайды. Стероидты гормондардың молекулалары нысана-жасуша ішіне, цитоплазмаға енеді. Нысана-жасушалар липидті гормондармен қосылуға қабілетті күрделі протеин молекулаларын синтездейді. Оларды стероидты гормондардың рецепторлы кешендері деп атайды. «Рецепторлы кешен» стероидты гормондармен кездеспей тұрғанда ол белсенді емес күйде болады. Цитоплазмаға түскен кезде эстроген, ұқсас заттар сияқты рецепторлы кешенмен қосылып, «эстроген-рецепторлы кешеннің» белсенді молекуласын түзеді. Бұл қосылыстың белсенділігі: ол ядро мембранасы арқылы өтіп, жасуша ядросының ішіне енуге, хромосомалық ДНҚ-ға тікелей әсер етуге қабілетті. Осылай әсер ету нәтижесінде цитоплазмаға түсіп, белгілі бір нәруыз синтезін қамтамасыз ететін белгілі бір РНҚ молекулалары түзіледі. Осындай күрделі үдерістер барысында түзілген нәруыздар ағзада гормондар әсерінің нәтижесі болып табылатын механизмдерді іске қосады. Мысалы, эстрогеннің қыз бала ағзасына жыныстық жетілу кезеңінде белсенді әсер ету нәтижесі екінші реттік жыныс белгілерінің қалыптасуы болып табылады.
16-сурет. Аминқышқылдары мен олардың туындылары болып табылатын гормондардың құрылысы. Тирозиннің құрылымдық формуласының циклдік бөлігі оның туындысы ретінде түзілген гормондардың міндетті құрамбөлігі болатынын байқау қиын емес.
Рецепторлы кешендер, тирозин, тироксин, адреналин, норадреналин, нәруызды гормондар, аминқышқылдары туындылары.
Білу және түсіну:
1. Гормондардың қандай биохимиялық заттар класына жататынын ескеру маңызды екенін түсіндіріңдер.
2. Жасуша және олардың химиялық табиғатына гормондар типінің әсері мен жасуша мембранасы қасиеттерінің арасындағы байланысты анықтаңдар.
Қолдану:
1. Липидті және нәруызды гормондарды салыстырыңдар.
2. Биохимиялық заттар типі, гормон әсері және оның жасушаға әсері арасындағы байланысты анықтаңдар. Кестені дәптерге сызып алып толтырыңдар.
Талдау:
1. Эстрогеннің «нысана-жасушаға» әсер ету кезеңдерін талдаңдар.
2. Эстрогендер гормондар ретінде кеңінен әсер ететінін (9-сынып оқулығынан 27-параграф материалын пайдаланып) мысалдар келтіріп, дәлелдеңдер.
Синтез:
Жасуша мембранасы биохимиясы ерекшеліктері тұрғысынан стероидты және нәруызды гормондар жасушаларға әсер ету механизмдерінде қандай айырмашылықтары бар? Талқылаңдар.
Бағалау:
1. Гормонды терапияда стероидты гормондардың қолданылуы туралы реферат жазыңдар.
2. Ғалымдардың пікірін талқылаңдар: «Аминқышқылдарының туындылары болып табылатын гормондардың әсері жасушалардың қабылдау механизмі бойынша стероидты гормондарға (нәруызды гормондарға емес) ұқсас». Неліктен қарама-қарсы емес, осы көзқарас дұрыс екенін түсіндіріп көріңдер.