Cơ chế của chất truyền tin thứ hai trong chức năng nội tiết trung gian nội bào

2022-09-29 09:56 AM

Một trong những cơ chế hormone tác động trong môi trường nội bào là kích thích sự hình thành chất truyền tin thứ hai cAMP phía trong màng tế bào.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Một trong những cơ chế hormone tác động trong môi trường nội bào là kích thích sự hình thành chất truyền tin thứ hai cAMP phía trong màng tế bào. cAMP sau đó gây ra một loạt ảnh hưởng trong khu vực nội bào. Do đó, chỉ có duy nhất một ảnh hưởng trực tiếp từ hormone lên tế bào đó là kích hoạt 1 loại receptor đặc hiệu màng tế bào. Công việc còn lại là của chất truyền tin thứ hai.

cAMP không phải chất truyền tin thứ hai duy nhất được tạo thành bởi các hormone khác nhau. Có hai chất đặc biệt quan trọng khác là (1) ion calci và calmoduli liên hợp và (2) sản phẩm của sự phân hủy phospholidip màng tế bào.

Adenylyl cyclase- cAMP, hệ thống truyền tin thứ hai

Các hormone sử dụng hệ thống tín hiệu thứ hai của Adenylyl

Bảng. Các hormone sử dụng hệ thống tín hiệu thứ hai của Adenylyl Cyclase – cAMP

Một vài trong số rất nhiều hormone sử dụng cơ chế adenylyl cyclase- cAMP để kích thích các mô đích của chúng, và hệ thống truyền tin thứ hai adenylyl cyclase- cAMP. Sự gắn của hormone với receptor đặc hiệu cho phép xảy ra sự gép gặp giữa receptor với protein G. Nếu protein G kích thích hệ thống adenylyl- cAMP, được gọi là protein GS, cho biết protein G đã được kích thích. Sự kích thích adenylyl cyclase, một enzyme gắn màng, bởi protein GS sau đó xúc tác sự chuyển đổi một lượng nhỏ ATP (adenosine triphosphat) trong tế bào chất thành cAMP nội bào. Tiếp theo kích hoạt cAMP phụ thuộc protein kinase (chất này phosphoryl hóa những protein đặc hiệu của tế bào) thành dạng có hoạt tính, dẫn tới xúc tác cho chuỗi phản ứng hóa học và cuối cùng dẫn đến những đáp ứng của tế bào với hormone.

Cơ chế chu kỳ adenosine monophosphate

Hình. Cơ chế chu kỳ adenosine monophosphate (cAMP) trong đó nhiều hormone kiểm soát chức năng tế bào của chúng. ADP, adenosine diphosphate; ATP, adenosine triphosphat.

Một khi cAMP được tổng hợp trong tế bào, nó thường kích hoạt một chuỗi các enzyme. Có nghĩa là, đầu tiên enzyme được kích hoạt, sau đó enzyme này kích hoạt một enzyme thứ hai, và cứ tiếp tục đến enzyme thứ 3, thứ 4. Điều quan trọng trong cơ chế này là chỉ cần một vài phân tử adenylyl cyclase hoạt hóa trong màng tế bào có thể kích hoạt thêm rất nhiều các phân tử của các enzyme tiếp theo, rồi thêm rất nhiều phân tử của enzyme thứ ba, thứ tư. Bằng cách này, dù chỉ một lượng nhỏ hormone hoạt động trên bề mặt tế bào cũng có thể khởi động một chuỗi các phản ứng trong cả tế bào.

Nếu liên kết hormone với receptor đặc hiệu gắn với một protein G ức chế (protein Gi), adenylyl cyclase sẽ bị ức chế, giảm tổng hợp cAMP và cuối cùng dẫn đến ức chế hoạt động của tế bào. Do đó, tùy vào sự ghép cặp của receptor với protein G loại ức chế hay kích thích, một hormone có thể hoặc làm tăng hoặc làm giảm nồng độ cAMP và quá trình phosphoryl hóa những protein chính của tế bào.

Các đáp ứng đặc hiệu làm tăng hoặc giảm cAMP tại mỗi loại tế bào đích phụ thuộc vào bản chất của bộ máy nội bào; một số tế bào chỉ chứa một nhóm enzyme, và những tế bào khác lại chứa các enzyme khác. Do đó, những chức năng khác nhau được tìm ra ở các loại tế bào khác nhau, như kích hoạt tổng hợp các hóa chất nội bào, gây co cơ hoặc giãn cơ, kích thích các tế bào bài tiết các chất, và làm thay đổi tính thấm của tế bào.

Do đó, một tế bào tuyến giáp được kích thích bởi cAMP sẽ tổng hợp các hormone thyroxin và triiod-thyroxin, ngược lại cũng cAMP đó ở tuyến vỏ thượng thận lại gây bài tiết các hormone steroid vỏ thượng thận. Tại một các tế bào biểu mô của ống xa và ống góp của thận, cAMP làm tăng tính thấm của chúng với nước.

Hệ thống truyền tin thứ hai trên màng phospholipid của tế bào

Một số hormone kích hoạt các receptor xuyên màng qua đó kích hoạt enzyme phospholipase C gắn với chồi phía trong của receptor. Enzym này xúc tác cho quá trình phân hủy một số phospholipid màng tế bào, đặc biệt là phosphatidylinositol bi- phosphate (PIP2), thành hai sản phẩm là hai chất truyên tin thứ hai: inositol triphosphate (IP3) và diacylglycerol (DAG). Chất IP3 huy động ion calci từ ty thể và từ lưới nội chất, sau đó các ion calci sẽ có tác dụng như một chất truyền tin thứ hai, chẳng hạn như gây co cơ trơn và làm thay đổi chế tiết ở một số tế bào.

Các hormone sử dụng hệ thống tín hiệu thứ hai của Phospholipase

Bảng. Các hormone sử dụng hệ thống tín hiệu thứ hai của Phospholipase C

DAG, một loại chất truyền tin thứ hai có bản chất lipid, kích hoạt enzyme kinase C, qua đó phosphoryl hóa một lượng lớn các protein, tạo ra những đáp ứng của tế bào. Bên cạnh những tác dụng trên, thành phần lipid của DAG là acid arachidonic, chất này là tiền thân của các prostaglandin và một số hormone tại chỗ, các chất này gây ra nhiều ảnh hưởng đến các mô đích của cơ thể.

Hệ thống thông tin thứ hai phospholipid

Hình. Hệ thống thông tin thứ hai phospholipid của màng tế bào mà nhờ đó một số hormone kiểm soát chức năng tế bào của chúng. DAG, diacylglycerol; IP3, inositol triphosphat; PIP2, phosphatidylinositol biphosphat.

Hệ thống truyền tin thứ hai: calci-calmuduli

Một hệ thống truyền tin thứ hai nữa diễn ra khi đáp ứng với hiện tượng ion calci đi vào trong tế bào. Quá trình calci đi vào tế bào có thể được khởi động bởi (1) thay đổi khả năng mở kênh calci, (2) một hormone tương tác với các receptor màng làm mở kênh calci.

Sau khi vào trong tế bào, ion calci gắn với protein calmodulin. Protein này có 4 vị trí gắn calci, và khi có 3 trên 4 vị trí được gắn với calci, protein calmodulin sẽ thay đổi hình dạng và khởi động một loạt các ảnh hưởng trong tế bào, bao gồm kích thích hoặc ức chế các protein kinase. Sự kích thích các protein calmodulin phụ thuộc protein kinase sẽ thông qua quá trình phosphoryl hóa để gây kích thích hoặc ức chế các protein liên quan đến sự đáp ứng của tế bào với hormone. Ví dụ, một chức năng cụ thể của calmodulin là kích hoạt các myosin kinase chuỗi nhẹ (MLCK- myosin light chain kinase), sau đó gián tiếp gây tác dụng lên chuỗi myosin của cơ trơn gây co cơ trơn.

Nồng độ trung bình của ion calci trong hầu hết các tế bào của cơ thể là 10-8 đến 10-7 mol/L, không đủ để kích hoạt hệ thống calmodulin. Nhưng khi nồng độ ion calci tăng lên đến 10-6 đến 10-5 mol/L, đủ để kết hợp và gây ra tất cả ảnh hưởng của calmodulin trong tế bào. Ở cơ vân, cũng cần đến một lượng ion calci như trên mới có thể kích thích troponin C gây co cơ. Có một điều thú vị là troponin C cũng giống như calmodulin ở cả chức năng và cấu trúc protein.

Bài viết cùng chuyên mục

Sản xuất bài tiết và hóa sinh các hormone sinh dục nam

Thuật ngữ androgen dùng để chỉ các hormone steroid nam giới, gồm testosterone, cũng bao gồm các hormone sinh dục nam khác được sản xuất ở các nơi khác của cơ thể, ngoài tinh hoàn.

Sinh lý hồng cầu máu

Hồng cầu không có nhân cũng như các bào quan, thành phần chính của hồng cầu là hemoglobin, chiếm 34 phần trăm trọng lượng.

Nguồn gốc của chất dinh dưỡng trong dịch ngoại bào

Trong tất cả, dịch ngoại bào chỉ chiếm khoảng một phần ba tổng số dịch của cơ thể. Đây là điển hình ở người, nhưng tỷ lệ có thể thay đổi ở các sinh vật khác có chế độ lưu thông khác nhau.

Chức năng trí tuệ cao của vùng não liên hợp trước trán

Chức năng trí tuệ bị giới hạn, tuy nhiên vùng trước trán vẫn có những chức năng trí tuệ quan trọng. Chức năng được lý giải tốt nhất khi mô tả điều sẽ xảy ra khi bệnh nhân tổn thương vùng trước trán.

Kênh cổng điện thế natri và kali

Khi các kênh kali mở, chúng vẫn mở cho toàn bộ thời gian điện thế màng hoạt động và không đóng lại cho đến khi điện thế màng được giảm trở lại một giá trị âm.

Sự hình thành thủy dịch từ thể mi của mắt

Thủy dịch luôn được tiết ra và tái hấp thu. Sự cân bằng giữa sự tiết ra và sự hấp thu quyết định thể tích của thủy dịch và áp suất nội nhãn cầu.

Phản xạ của dạ dày ruột

Sự sắp xếp về mặt giải phẫu của hệ thần kinh ruột và các đường kết nối của nó với hệ thần kinh thực vật giúp thực hiện ba loại phản xạ dạ dày-ruột có vai trò thiết yếu.

TSH từ thùy trước tuyến yên kiểm soát bài tiết hormon giáp

Kết hợp TSH với receptor đặc hiệu trên bề mặt màng tế bào tuyến giáp, hoạt hóa adenylyl cyclase ở màng tế bào, cuối cùng cAMP hoạt động như một chất truyền tin thứ 2 hoạt hóa protein kinase.

Mối quan hệ giữa huyết áp dòng chảy và lực cản

Dòng máu qua mạch được quyết định bởi chênh lệch áp lực máu giữa 2 đầu của đoạn mạch, và sức cản chống lại dòng máu qua mạch, hay còn được gọi là sức cản thành mạch.

Kiểm soát huyết áp động mạch: angiotensin II làm cho thận giữ muối và nước

Angiotensin II là một trong những chất kích thích bài tiết aldosterone mạnh bởi các tuyến thượng thận, như chúng ta sẽ thảo luận liên quan đến điều hòa thể dịch và liên quan đến chức năng tuyến thượng thận.

Vùng chi phối vận động chuyên biệt trên vỏ não

Một số ít các vùng vận động được biệt hóa cao ở vỏ não chi phối những chức năng vận động đặc trưng. Những vùng này được định vị bằng kích thích điện hoặc bởi sự mất chức năng vận động nhất định.

Cơ quan tiền đình: duy trì sự thăng bằng

Phần trên của hình biểu diễn mê đạo màng. Nó bao gồm phần lớn ốc tai màng (cochlea), 3 ống bán khuyên, 2 buồng lớn, soan nang (bầu tiền đình) và cầu nang (túi tiền đình).

Sự phát triển của nang trứng giai đoạn nang của chu kỳ buồng trứng

Giai đoạn đầu tiên của sự phát triển nang trứng là sự phát triển ở mức trung bình của nang, đường kính tăng gấp đôi hoặc gấp ba. Sau đó theo sự lớn lên thêm vào của lớp tế bào hạt ở một số nang; những nang này được gọi là nang trứng nguyên phát.

Ngoại tâm thu nút nhĩ thất hoặc bó his: rối loạn nhịp tim

Sóng P thay đổi nhẹ hình dạng phức bộ QRS nhưng không thể phân biệt rõ sóng P. Thông thường ngoại tâm thu nút A-V có chung biểu hiện và nguyên nhân với ngoại tâm thu nhĩ.

Vận chuyển CO2 trong máu: các dạng vận chuyển và hiệu ứng Hanldane

Một lượng lớn CO2 đó có vai trò tạo nên sự cân bằng axit-bazơ của các chất dịch cơ thể. Dưới điều kiện bình thường khi nghỉ ngơi, trong mỗi 100 ml máu trung bình có 4ml CO2 được vận chuyển từ mô tới phổi.

Hoạt động điện của lớp cơ trơn ống tiêu hóa

Ở sợi cơ trơn đường tiêu hóa, các kênh chịu trách nhiệm cho điện thế hoạt động lại hơi khác, chúng cho phép 1 lượng lớn ion Canxi cùng 1 lượng nhỏ ion Natri đi vào, do đó còn gọi là kênh Canxi - Natri.

Nồng độ canxi và phosphate dịch ngoại bào liên quan với xương

Tinh thể xương lắng đọng trên chất căn bản xương là hỗn hợp chính của calcium và phosphate. Công thức chủ yếu của muối tinh thể, được biết đến như là hydroxyapatit.

Shock điện khử rung thất: điều trị rối loạn nhịp tim

Dòng điện khử rung được đưa đến tim dưới dạng sóng hai pha. Dạng dẫn truyền này về căn bản giảm năng lượng cần thiết cho việc khử rung, và giảm nguy cơ bỏng và tổn thương cơ tim.

Vai trò của các nhân não và tiền đình: nâng đỡ cơ thể chống lại trọng lực

Các nhân lưới được chia làm 2 nhóm chính: các nhân lưới ở cầu não, nằm ở phía sau bên của cầu não và kéo dài tới hành não, các nhân lưới ở hành não, kéo dài suốt toàn bộ hành não, nằm ở cạnh đường giữa.

Tác dụng của Insulin lên chuyển hóa chất béo

Insulin có nhiều tác dụng dẫn đến dự trữ chất béo tại mô mỡ. Đầu tiên, insulin tăng sử dụng glucose ở hầu hết các mô, điều này tự động làm giảm sử dụng chất béo, do đó, chức năng này như là dự trữ chất béo.

Gen trong nhân tế bào kiểm soát tổng hợp protein

Tầm quan trọng DNA nằm trong khả năng kiểm soát sự hình thành của protein trong tế bào. Khi hai sợi của một phân tử DNA được tách ra, các bazơ purine và pyrimidine nhô ra ở mặt bên của mỗi sợi DNA.

Sự co bóp cơ học của cơ vân

Các sợi cơ ở mỗi đơn vị vận động không tụ lại tất cả trong cơ mà chồng lên các đơn vị vận động khác trong các vi bó của 3 đến 15 sợi.

Nghiên cứu chức năng hô hấp: ký hiệu và biểu tượng thường sử dụng trong thăm dò

Sử dụng các ký hiệu này, chúng tôi trình bày ở đây một số bài tập đại số đơn giản cho thấy một số mối quan hệ qua lại giữa các thể tích và dung tích phổi, nên suy nghĩ thấu đáo và xác minh những mối tương quan này.

Điện thế nhận cảm: sự chuyển đối kích thích cảm giác thành xung thần kinh

Khi điện thế nhận cảm tăng trên ngưỡng sẽ xuất hiện điện thế hoạt động trong sợi thần kinh gắn với receptor, từ đó, điện thế hoạt động sinh ra.

Thùy trước và thùy sau tuyến yên

Hai thùy tuyến yên có nguồn gốc khác nhau, thùy trước từ túi Rathke, là một vùng lõm vào của lớp thượng bì hầu họng, và thùy sau từ một mô thần kinh phát triển ra từ vùng dưới đồi.