激素要发挥作用,首先必须转变为具有活性的激素,如T4转变为T3,以便与其特异性受体结合。根据激素受体所在部位不同,可将激素作用机制分为两类:①肽类激素、胺类激素、细胞因子、前列腺素作用于细胞膜受体;②类固醇激素、T3、维生素D、视黄酸(维生素A酸)作用于细胞核内受体(表7-1-1)。受体有两个主要功能,一是识别微量的激素,二是与激素结合后可将信息在细胞内转变为生物活性信号。
表7-1-1激素受体分类
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类型 |
相关激素 |
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细胞膜受体 |
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7次穿膜受体(与G蛋白偶联受体) |
促卵泡素、黄体生成素、促皮质素、促甲状腺激素、甲状旁腺素、降钙素、肾上腺素、生长抑素、胰高血糖素、血管加压素、血管紧张素Ⅱ、前列腺素 |
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1次穿膜受体(含内在激酶) |
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酪氨酸激酶 |
胰岛素、类胰岛素生长因子-1、血小板源生长因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长因子 |
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丝/苏氨酸激酶 |
抑制素、激活素、转化生长因子β |
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鸟苷酸环化酶 |
心房利钠肽 |
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1次穿膜受体(不含内在激酶) |
生长素、泌乳素、细胞因子、神经生长因子 |
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4次穿膜受体(配基门控离子通道) |
均系神经递质、乙酰胆碱、5-羟色胺、γ氨基丁酸 |
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细胞内受体 |
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细胞核受体 |
盐皮质激素、雌二醇、孕酮、雄激素、三碘甲腺原氨酸、1,25-(OH)2D3、视黄酸(维A酸) |
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细胞质受体 |
糖皮质激素然后转位到核内 |
1.细胞膜受体作用于细胞膜受体的激素种类很多,作用机制比较复杂,按不同作用机制可将细胞膜受体分为四类。可以通过磷酸化和非磷酸化途经介导各种生物反应(图7-1-1)。G蛋白偶联受体(GPCR)可以通过刺激(或抑制)cAMP、PKA途径;或通过钙调蛋白、Ca2+依赖性激酶通路;也可通过活化K+、Ca2+通道;或者通过磷脂酶C、二酯酰甘油(DAG)、三磷酸肌醇(IP3)、蛋白激酶C、电压门控Ca2+通道等而发挥其生物作用。激素–受体复合物可使受体变构,使钙通道开放,钙离子向细胞内流,并使细胞内钙离子由细胞器释放,从而使细胞内钙离子浓度增加,激活蛋白激酶,继而使蛋白磷酸化而发挥生物作用。含有内在酪氨酸激酶的受体则可通过胰岛素受体底物(IRS)而激活MAPK、PI3K、核糖体S6激酶(RSK)途径,或通过Raf、MAPK、RSK途径影响细胞代谢和细胞生长、分化、增殖。中止酪氨酸激酶活性有四条途径:①配基诱导胞吞和下调细胞表面受体数;②酪氨酸磷酸酶脱磷酸而失活;③将蛋白酪氨酸上的磷酸转交给ADP;④与Ras结合的GTP水解成为GDP。不含内在酪氨酸激酶的受体则可通过MAPK、JAK、信号转导和转录活化物(STAT)和IRS-1、IRS-2、PI3K途径发挥作用。
丝氨酸激酶受体则可通过Smads(细胞内信号途径的关键效应分子)发挥转导和转录作用,其作用具有多效性(自分泌和旁分泌),可以抑制生长因子。
2.核受体和细胞质受体激素浓度、受体数量与亲和性决定细胞的生物应答性(生物反应)。类固醇激素、甲状腺激素、1,25-(OH)2D3和维A酸通过结构类似的受体超家族在细胞内发挥作用,以基因组作用方式促进DNA基因转录和mRNA翻译而产生蛋白质和酶,改变细胞的生物作用。未结合配基的类固醇受体处于非活动状态,与热休克蛋白相结合;当类固醇受体与其配基结合后,便与辅阻抑物热休克蛋白分离,并诱导辅激活物,受体变构;受体与受体结合成为二聚体(同型或异二聚体),然后结合到细胞核的DNA激素应答元件(hormoneresponseelement,HRE)上,刺激或抑制特异性基因的转录。不同类固醇激素可作用于不同的类固醇应答
元件,通过转录因子,调节DNA、mRNA的表达和蛋白合成,如组蛋白乙酰转移酶修饰染色质结构,增强RNA聚合酶Ⅱ介导的转录,改变细胞的代谢、生长、分化以及生物反应(图7-1-2)。核受体的非基因组作用,如离子交换、激素释放等生物作用,与基因组应答反应是相辅相成的。
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