أنواع الهرمونات وآلية عملها بالجسم - ساينسوفيليا

 

 أنواع الهرمونات وآلية عملها بالجسم

بقلم:أسماء أحمد

مراجعة: د. رغدة لطفى

الهرمونات :-  

مواد كيميائية يتم تكوينها في الغدد الصماء وإفرازها  مباشرة إلى الدم و الليمف، لكى تصل إلى مكان أداء وظيفتها حيث تتحكم في أغلب الوظائف الرئيسية للجسم. 

أنواع الهرمونات :-  

•  الهرمونات البيبتيدية Peptide hormones 

مركبات قابلة للذوبان في الماء, تتكون بشكل أساسي من الأحماض الأمينية مرتبطة معا في صورة سلاسل ببتيدية مفردة او بروتينات متعددة .
 تتكون هذه الهرمونات البيبتيدية عن طريق أحد أهم العمليات التي تعرف  بعملية التعبير الجيني Gene expression  لجين واحد فقط، وذلك  من خلال عمليات متخصصة أولها عملية النسخ Transcription,بحيث يكون الجين قادرا على الخروج من النواة إلى السيتوبلازم على  هيئة mRNA؛ ليتم ترجمته من خلال عملية الترجمة Translation   معتمدة بشكل أساسي على الريبوسومات المسؤلة عن ترجمة هذا الجين  إلى سلف طليعة الهرموناتProprehormones   ، ومن ثم تتحول إلى  طليعة الهرمونات Prohormones  التي يتم نقله بواسطة بعض  الحويصلات المتخصصة إلى أحد أهم عضيات الخلية Golgi appreatus أجسام جولجى , الذى يتم بداخله إعادة تشكيل وتعبئة طليعة الهرمونات Prohormones   إلى أشكالها النهائية Hormones,  وتخزن في  الحويصلات إلى حين الحاجة إليها . 

يتم إفراز الهرمونات البيبتيدية بطريقتين :-  

1. إفراز منظم Regulated secretion  

و بهذه الطريقة تخزن الخلية هرموناتها البيبتيدية  في حويصلات ويتم وإفرازها بكميات كبيرة في فترة قصيرة ، ذلك عند الحاجة إليها مثل الأنسولين. 

٢-  إفراز تأسيسي Constitative secretion  

و عندها تفرز الخلية انتاجها الهرموني  إلى الدم مباشرة  بمجرد تكوينها مثل هرمون النمو.

•  الهرمونات الاستيرويدية  Steroids hormones 

تتكون هذه الهرمونات الاسترويدية  من الكوليسترول؛ لذلك تذوب فى الدهون –lipophilic.

 من أمثلة الهرمونات الاسترويدية:

الهرمونات الجنسية مثل التستوستيرون  Testostroneو الإستروجين , و الاسيترويدات الكظرية Andrenal steroid  مثل الكورتيزول Cortisol و الألدوسيرون و الهرمونات الجنسية الإسترويدية. 

يتم تكوين الهرمونات الستيرويدية عن طريق تحويل  الكوليسترول  Cholesterol  إلى بريغنينولون  pregnenolone, والتى تعتبر الخطوة الأولية والثابتة rate limiting step- - فى تكوين أى هرمون من الهرمونات الإسيرويدية .

 وبحسب نو ع كل خلية يتكون الهرمون, فمثلا فى قشرة الغدة الكظرية فى الطبقة الداخلية zona glomerulosa  يوجد انزيم aldosterone synthase؛ محفزاً انتاج الهرمونات الألدوسيرونية, والطبقة الوسطى zona fasciculata cells يتجه التفاعل إلى تكوين الكورتيزول بواسطة انزيم  .17alpha-hydroxylaseوهكذا مع باقى الخلايا متحكماًفى نوع الهرمون الإنزيمات المتواجدة بالخلايا.

•   مشتقات التيروزين.

تشتق هذه الهرمونات من أحد الأحماض الأمينية المعروف بالتيروسين Tyrosine المرتبط مع بعض ذرات اليود الذي يتراوح عددها من ٣ إلى ٤ ذرات ذرات مثل هرمونات الغدة الدرقية كالثيروكسين T3,T4 

بالإضافة إلى الكاتيكولامينات chatecolamines :هي هرمونات الهروب والقتال التي يتم  إفرازها بواسطة  نخاع الغدة الكظرية؛ كرد فعل للتوتر والضغط كالأدرينالين epipherine, و نورابينفرين norepinephrine  الدوبامين Dopamine  ". 

•  الهرمونات المشتقة من أحماض دهنية غير مشبعة Fatty acid derivated 

 ومن أشهر الهرمونات التي تتكون من الأحماض الدهنية غير المشبعة  

1. بروستاجلاين  Prostaglandins  
2. بروستاسيكلين  Prostacycline  
3. الليكوترين  leukotrienes  
4. ثرموبوكسان thromboxanes  

يعتبر الاراكيدونيك Arachadonic acid  " الحمض الدهني غير المشبع" المكون الأساسي لهذه الهرمونات ويوجد في دهون غشاء الخلية ، ومن أهم صفاتها انها قابلة التأثير عليها بواسطة الانزيمات . 

رسم توضيحي 1: هرمونات الدهون الغير  المشبعة.

آلية عمل الهرمونات:-  

تختلف آلية عمل الهرمونات البيبتيدية عن الهرمونات الاسترويدية فى ارتباطها بمستقبلات الخلايا؛ لاختلاف طبيعتها وتركيبها, فالهرمونات البيبتدية لاتذوب فى الدهون؛ لذلك ترتبط بمستقبلا سطح الخلية Coupled receptors G- protein   " GPCR", بينما الهرمونات الإسترويدية تستطيع اختراق غشاء الخلية مرتبطة بمستقبلات داخلية خاصة بها لتؤدى الأثر الهرمونى.

 

• آلية عمل الهرمونات البيبتيديةPeptide hormones  

لا تستطيع الهرمونات البيبتيدية اختراق الخلية الهدف لأداء الأثر الهرمونى المطلوب ؛ لأن الهرمونات البيبتيدية لا تستطيع الذوبان فى  

غشاء الخلية - يتكون من طبقتين من الدهون Phospholipid bilayers  - فيقوم الهرمون بأداء وظيفته بداية من الارتباط مع أحد المستقبلات  الموجودة على السطح الخارجي للخلية ومن ثم تحفيز تفاعلات داخلية بواسطة رسائل كيميائية second messengers , وتسمى هذه المستقبلات G- protein  Coupled receptors " GPCR"، الذى يتكون من  3 أجزاء صغيرة Subunits  "alpha, gamma beta " .

 تحدث بعض التغيرات Comformational changes  للمستقبلات  نتيجة ارتباطها مع الهرمون ، ذلك يحث G-protein  فتنفصل الجزء alpha Subunit عن المعقد حاملا بعض جزيئات الخلية GDP وتحولها إلى  GTP, لترتبط مع أحد الانزيمات الموجودة على سطح الخلية adenylyl  Cyclase  القادر على تحويل جزيئات  ATP  إلى cyclic AMP "cAMP" 

الرسول ثان second messenger ، فيرتبط جزيئين من   cAMP لينشطا kinase C  Protein  "PKC" القادر على إضافة مجموعة فوسفات إلى بروتينات الخلية من خلال عملية الفسفرة للوصول للأثر الهرمونى  المطلوب.  

رسم توضيحي 2:آلية عمل الهرمونات البيبتيدية بواسطة  ""GCPR c.AMP pathway

لا تعتبر هذه الآلية الوحيدة للهرمونات الببتيدية، بل توجد الآلية عمل اخرى  تعتمد على تنشيط انزيم  Phospholipase C " PLC" -  انزيم يوجد على غشاء الخلية الهدف - يعمل  تكسير PIP2 – فوسفوليبيد يوجد على غشاء الخلية – إلى hydrophilicIP3, الذى يبقى حرا فى السيتوبلازم فيتجه اللى الشبكة الاندوبلازمية يرتبط بها؛ مما يودى الى فتح قنوات متخصصة يتم من خلالها خروج ايونات الكالسيوم إلى سيتوبلازم الخلية، فيزداد تركيز ايونات الكالسيوم مسبباً الأثر الهرمونى المطلوب  .

وبدوره يقوم DAG بتنشيط Protein kinase" PLC" مسبباً الأثر الهرمونى المطلوب  . 

رسم توضيحي 3:آلية عمل الهرمونات البيبتيدية بواسطة Pathway PIP2.

• آلية عمل الهرمونات الاسترويدية  steroid hormones:-  

تخترق هذه الهرمونات الخلية الهدف؛ لطبيعتها الكيميائية تتكون من دهون  الكوليسترول غير ذائبة في الماء مما يسهل دخولها داخل الخلية خلال  غشاء الخلية الهدف . 

توجد مستقبلات هذه الهرمونات الاسترويدية  داخل الخلية في السيتوبلازم-intracellular receptor؛ فترتبط معها وتتحرك اتجه النواه فتخترقها من خلال الثقوب.

إما أن تكون هذه المستقبلات داخل النواة ويتم الارتباط مع الهرمون وتتكون معقد من الهرمون والمستقبل Hormone receptor complex, الذى يعمل كعامل للنسخ Factor  Transcription ، يرتبط هذا المعقد مع شريط DNA المزدوج DNA double helix في مناطق معينة على الشريط hormone response element "HRE"؛ مما يحفز نسخ الجينات على شريط DNA  بواسطة mRNA؛ لنقل المعلومات الوراثية من النواة إلى السيتوبلازم لكي يتم ترجمتها إلى بروتين معين قد يكون انزيم معين مؤدياً الأثر الهرموني المطلوب. 

رسم توضيحي 4:آلية عمل مستقبلات الهرمونات الإسترويدية.

المصادر:

·      http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/basics/chem.html?fbclid=IwAR1Tq8dt8OcXV9arj4OOLw9xqkVpcooAvz1pmddpx4zlTR7p-xEtdJC4xjY · 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK541112/fbclid=IwAR3r4AFpsGf3Dx0rONXf7qpXwKKSEcknec4IZ9N11s4o9MlxZbZyNWxKJU

 https://www.youtube.com/watch?v=GskbODSxAU8 آلية عمل الهرمونات البيبتيدية بواسطة ""GCPR c.AMP pathway ·

 https://www.youtube.com/watchv=lKKL4LEKH5g&feature=share&fbclid=IwAR2Tq2ZEVgg548sE8xlaVP338Bki1AxWnkYUN04JeeybYkjy6J3pRjrk1ug آلية عمل الهرمونات البيبتيدية بواسطة Pathway PIP2. · · 

https://www.youtube.com/watch?v=MSYxD29-csY ·

 https://www.youtube.com/watch?v=DHa8JiqFg5Y آلية عمل مستقبلات الهرمونات الإسترويدية