- Trang chủ
- Sách y học
- Sinh lý y học
- Cơ chế của chất truyền tin thứ hai trong chức năng nội tiết trung gian nội bào
Cơ chế của chất truyền tin thứ hai trong chức năng nội tiết trung gian nội bào
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
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.
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.
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.
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
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.
Cung lượng tim và áp lực nhĩ phải: đánh giá qua đường cong cung lượng tim và tuần hoàn tĩnh mạch
Hệ giao cảm tác động đến cả tim và tuần hoàn ngoại vi, giúp tim đập nhanh và mạnh hơn làm tăng áp lực hệ thống mạch máu trung bình vì làm co mạch, đặc biêt là các tĩnh mạch và tăng sức cản tuần hoàn tĩnh mạch.
Huyết áp: cơ chế cảm nhận và phản xạ để duy trì huyết áp bình thường
Đây là phản xạ được bắt đầu từ sự căng receptor, phân bố ở ở những vùng đặc biệt ở thành của một vài động mạch lớn. Sự tăng huyết áp làm căng receptor áp suất và gây ra sự dẫn truyền tín hiệu vào hệ thần kinh trung ương.
Hệ thống bạch huyết: vai trò chính trong điều hòa nồng độ protein, thể tích và áp suất dịch kẽ
Chức năng của hệ thống bạch huyết như một “cơ chế tràn” để nhận lại protein dư thừa và lượng nước thừa trong khoảng kẽ vào tuần hoàn chung.
Đường cong hoạt động của tâm thất
Khi tâm thất được làm đầy đáp ứng với sự tăng cao áp suất tâm nhĩ, mỗi thể tích tâm thất và sức co cơ tim tăng lên, làm cho tim tăng bơm máu vào động mạch.
Chức năng và ảnh hưởng của estrogen lên đặc tính sinh dục tiên phát và thứ phát
Trong thời thơ ấu, estrogen chỉ được tiết với một lượng rất nhỏ, nhưng đến giai đoạn dậy thì, lượng estrogen được tiết ra dưới sự kích thích của hormone điều hòa tuyến sinh dục của tuyến yên tăng lên trên 20 lần.
Giải phóng năng lượng cho cơ thể bằng con đường kỵ khí - Đường phân kỵ khí
Lactic acid được tổng hợp trong quá trình đường phân kỵ khí không mất đi khỏi cơ thể bởi vì khi oxy đầy đủ trở lại, lactic acid có thể chuyền về thành glucose hoặc được sử dụng chính xác để giải phóng năng lượng.
Nhịp nhanh thất: rối loạn nhịp tim
Nhịp nhanh thất thường gây ra bởi tổn thương thiếu máu cục bộ, nhịp nhanh thất cũng thường là vấn đề gây ra rung thất, bởi vì nhịp kích thích cơ tim lặp lại nhanh và liên tục.
Suy nghĩ ý thức và trí nhớ của con người
Mỗi suy nghĩ bao gồm những tín hiệu đồng thời trên nhiều vùng của vỏ não, đồi thị, hệ viền, và chất lưới của thân não. Một vài suy nghĩ cơ bản hầu như chắc chắn phụ thuộc hầu hết hoàn toàn vào trung tâm dưới vỏ.
Trí nhớ dài hạn của con người
Không có một ranh giới rõ ràng giữa loại kéo dài hơn của trí nhớ trung hạn và trí nhớ dài hạn thực sự. Sự khác biệt chỉ là một mức độ. Mặc dù, trí nhớ dài hạn thông thường được cho rằng là kết quả của sự thay đổi cấu trúc.
Vi tuần hoàn não: hệ thống mao mạch não
Thành của các tiểu động mạch nhỏ sát mao mạch trở lên rất dày ở những người có tăng huyết áp, và các tiểu động mạch đó duy trì tình trạng co thắt rõ rệt liên tục nhằm ngăn áp lực cao truyền đến mao mạch.
Sinh lý điều hòa hô hấp
Ở những trạng thái khác nhau của cơ thể, hoạt động của trung tâm hô hấp cần phải điều chỉnh để giữ PO2, PCO2, pH máu chỉ thay đổi trong giới hạn hẹp.
Tính nhịp điệu của mô dễ bị kích thích phóng điện lặp lại
Các dòng chảy của các ion kali tăng lên mang số lượng lớn của các điện tích dương ra bên ngoài của màng tế bào, để lại một lượng đáng kể ion âm hơn trong tế bào xơ hơn trường hợp khác.
Hormon điều hòa chuyển hóa Protein trong cơ thể
Hormon tăng trưởng làm tăng tổng hợp protein tế bào, Insulin là cần thiết để tổng hợp protein, Glucocorticoids tăng thoái hóa hầu hết protein mô, Testosterone tăng lắng động protein mô.
Dẫn truyền các tín hiệu cảm giác: con đường trước bên cho tín hiệu ít quan trọng
Đa số tín hiệu đau tận cùng ở nhân lưới cuả thân não và từ đây, chúng được chuyển tiếp đến nhận liềm trong của đồi thị, nơi các tín hiệu đau được xử lí tiếp.
Hấp thu và bài tiết của canxi và phosphate
Thông thường ống thận hấp thu khoảng 99% lượng canxi, và khoảng 100mg/ngày tiết ra trong nước tiểu. khoảng 90 % canxi trong nước tiểu đầu được tái hấp thu ở ống lượn gần,quai henle, một phần đầu của ống lượn xa.
Cấu trúc hóa học và sự tổng hợp insulin
Khi insulin được bài tiết vào máu, nó hầu như lưu thông ở dạng tự do. Bởi vì nó có thời gian bán hủy trung bình chỉ khoảng 6 phút nên phần lớn chúng bị loại bỏ khỏi tuần hoàn.
Điều hòa vận động: vai trò của phản xạ gân
Các thụ thể ở gân cũng có đáp ứng động và đáp ứng tĩnh giống như suốt cơ, đáp ứng mạnh mẽ với sự thay đổi đột ngột trương lực cơ rồi ngay sau đó giảm xuống, đáp ứng một cách yếu hơn nhưng bền vững hơn để duy trì trạng thái trương lực cơ mới.
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.
Chức năng của hệ limbic: vị trí chủ chốt của vùng dưới đồi
Cấu trúc giải phẫu của hệ limbic, cho thấy phức hợp kết nối của các thành phần nội liên kết trong não. Nằm ở giữa những cấu trúc này là vùng dưới đồi, kích thước vô cùng nhỏ.
Áp lực thủy tĩnh mao mạch
Dịch đã được lọc vượt quá những gì được tái hấp thu trong hầu hết các mô được mang đi bởi mạch bạch huyết. Trong các mao mạch cầu thận, có một lượng rất lớn dịch.
Các vùng liên hợp: cảm giác thân thể
Kích thích điện vào vùng liên hợp cảm giác bản thể có thể ngẫu nhiên khiến một người tỉnh dậy để thí nghiệm một cảm nhận thân thể phức tạp, đôi khi, chỉ là “cảm nhận” một vật thể như một con dao hay một quả bóng.
Cấu trúc của màng bào tương
Màng bào tương của các tế bào động vật điển hình có tỉ lệ về mặt khối lượng giữa protein và lipid xấp xỉ 1: 1 và tỉ lệ về mặt số lượng phân tử giữa chúng là 1 protein: 50 lipid.
Tiêu hóa Carbohydrate sau khi ăn
Có 3 nguồn carbohydrate quan trọng là sucrose, disaccharide thường được biết như là đường mía, lactose, chúng là một disaccharide được tìm thấy trong sữa; và tinh bột.
Hoạt động nhào trộn của đường tiêu hóa
Hoạt động nhào trộn có đặc điểm khác nhau ở những phần khác nhau của đường tiêu hóa. Ở một số đoạn, co bóp nhu động chủ yếu gây ra nhào trộn.