گیرندهها و مسیرهای سیگنالدهی هورمونی
هورمونها برای اعمال اثرات خود بر سلولهای هدف، نیاز به اتصال به گیرندههای اختصاصی دارند. گیرندههای هورمونی بر اساس ساختار شیمیایی هورمون و ویژگیهای حلالیت آن، در بخشهای مختلفی از سلول قرار میگیرند. هورمونهای محلول در چربی و هورمونهای کوچک میتوانند از غشای سلول عبور کنند و به گیرندههای درونسلولی متصل شوند. برای نمونه، هورمون تیروکسین به علت ساختار مولکولی بسیار کوچک خود، برخلاف بیشتر هورمونهای پپتیدی میتواند وارد سلول شده و به گیرندههای خود که در هسته سلول قرار دارند متصل شود. همچنین کوله کلسیفرول (ویتامین D) نیز دارای گیرنده درون هستهای است. در مقابل، هورمونهای استروئیدی مانند تستوسترون و گلوکوکورتیکوئیدها نیز محلول در چربی هستند، اما گیرنده آنها در غیاب هورمون در سیتوپلاسم سلول هدف قرار دارد و پس از اتصال به هورمون، کمپلکس هورمون-گیرنده به سمت هسته حرکت میکند.
| محل گیرنده | سیتوپلاسم | هسته سلول | غشای سلول |
|---|---|---|---|
| تستوسترون | ✓ | ✗ | ✗ |
| تیروکسین | ✗ | ✓ | ✗ |
| پاراتورمون | ✗ | ✗ | ✓ |
در طرف دیگر، هورمونهای درشت یا محلول در آب که نمیتوانند از غشای دو لایه چربی عبور کنند، دارای گیرندههای غشایی هستند. برای مثال، گیرندههای هورمونهای اریتروپوئیتین و پاراتورمون (PTH) بر روی غشای سلولهای هدف قرار دارند و هرگز در سیتوپلاسم شناور نیستند. این گیرندههای غشایی از مسیرهای سیگنالدهی متفاوتی برای انتقال پیام به داخل سلول استفاده میکنند.
فاکتور رشد شبه انسولینی-۱ (IGF-۱) برای انتقال پیام خود به درون سلول از گیرندههای تیروزین کینازی استفاده میکند که دارای فعالیت آنزیمی ذاتی هستند. اما برخی از هورمونها مانند لپتین که از بافت چربی ترشح میشود، به خانواده گیرندههای سایتوکائینی تعلق دارند؛ این گیرندهها فاقد فعالیت آنزیمی ذاتی در ساختار خود هستند و پیام خود را از طریق آنزیمهای متصل و مرتبط با گیرنده منتقل میکنند و از مسیر فعالسازی آدنیلیل سیکلاز و تولید cAMP استفاده نمیکنند.
هورمونهای آنژیوتانسین II، GHRH و پاراتورمون (PTH) پیام خود را از طریق مسیر فسفولیپاز C منتقل میکنند و از مسیر cAMP استفاده نمیکنند.
علاوه بر این، مسیرهای پیامرسان ثانویه نقش کلیدی در تقویت پیام هورمونی دارند. شایان ذکر است که آنژیوتانسین II در سلولهای اپیتلیال از طریق پروتئین G عمل میکند، اما همین هورمون در سلولهای عضله صاف عروق پیام خود را از طریق فعالسازی مسیر فسفولیپاز C به پیش میبرد.
واژگان کلیدی
- گیرندههای درونسلولی
- گیرندههایی واقع در سیتوپلاسم یا هسته سلول که با هورمونهای محلول در چربی یا مولکولهای کوچک جفت میشوند.
- گیرندههای سایتوکائینی
- خانوادهای از گیرندههای غشایی فاقد فعالیت آنزیمی ذاتی، مانند گیرنده لپتین، که برای انتقال پیام به آنزیمهای دیگر متکی هستند.
- تیروزین کیناز
- نوعی گیرنده غشایی با فعالیت آنزیمی ذاتی که فسفوریلاسیون بقایای تیروزین را کاتالیز میکند و توسط فاکتورهایی مانند IGF-۱ فعال میشود.
- مسیر فسفولیپاز C
- یک演示 مسیر پیامرسانی ثانویه درونسلولی که توسط هورمونهایی چون آنژیوتانسین II و پاراتورمون برای انتقال پیام فعال میشود.
اشتباههای رایج
- تصور اشتباه اینکه گیرنده گلوکوکورتیکوئیدها روی غشای سلول است؛ در حالی که این هورمونهای استروئیدی گیرنده سیتوپلاسمی دارند.
- فرض نادرست اینکه گیرندههای اریتروپوئیتین و پاراتورمون در سیتوپلاسم شناور هستند؛ این گیرندهها روی غشای سلول قرار دارند.
- اشتباه گرفتن مسیر پیامرسانی لپتین با مسیر cAMP؛ لپتین از خانواده گیرندههای سایتوکائینی است و پیام خود را از طریق آنزیمهای مرتبط منتقل میکند.
- تصور اینکه پاراتورمون، آنژیوتانسین II و GHRH از مسیر آدنیلیل سیکلاز و cAMP استفاده میکنند؛ در حالی که این هورمونها مسیر فسفولیپاز C را فعال میکنند.
جمعبندی این مفهوم
- گیرندههای هورمونهای تیروکسین و کوله کلسیفرول در داخل هسته سلول قرار دارند.
- هورمونهای استروئیدی مانند تستوسترون و گلوکوکورتیکوئیدها دارای گیرندههای درون سیتوپلاسمی هستند.
- گیرندههای غشایی نظیر اریتروپوئیتین و پاراتورمون بر روی غشای سلول قرار دارند و در سیتوپلاسم شناور نیستند.
- گیرنده لپتین از نوع سایتوکائینی و فاقد فعالیت آنزیمی ذاتی است، در حالی که گیرنده IGF-۱ از نوع تیروزین کیناز است.
- هورمونهای آنژیوتانسین II، پاراتورمون و GHRH پیامرسان ثانویه فسفولیپاز C را فعال میکنند و از مسیر cAMP استفاده نمیکنند.
نکتهٔ تکمیلی
یکی از نمونههای شگفتانگیز تفاوت در محل گیرندهها، عملکرد هورمونهای تیروئیدی است. مولکول تیروکسین (T۴) با وجود داشتن ساختار آمینواسیدی، به دلیل داشتن ناقلهای خاص و شباهت رفتاری به مواد چربیدوست، به راحتی به درون هسته نفوذ میکند. این ویژگی به تیروکسین اجازه میدهد تا مستقیماً بیان ژنها را در سطح DNA کنترل کند، که تفاوت آشکاری با سرعت عمل هورمونهای پپتیدی متصل به غشا دارد.