آليات عمل الهرمون

إن إحدى الوسائل الأساسية التي تفرض بها الهرمونات فعالياتها داخل الخلية هي بتكوين ( الرسول الثاني ) cAMP داخل غشاء الخلية . و من ثم يسبب cAMP بدوره كل أو معظم تأثيرات الهرمون داخل الخلية . و لهذا فإن التأثير المباشر الوحيد للهرمون على الخلية هو تنشيط نوع واحد من مستقبلات الغشاء و يقوم الرسول الثاني بالتأثيرات الباقية .

و أحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي ليس نظام الرسول الثاني الوحيد الذي تستعمله مختلف الهرمونات، فالنظامان الآخران المهمان بصورة خاصة هما :

• أيونات الكالسيوم و مرافقها الكالمودولين كالموديولين .
• نواتج التحلل الشحمي الفسفوري للغشاء .

لقد ظهر بأن آلية AMP الحلقي، هي الطريقة التي تنبه بها كل الهرمونات التالية ( و العديد الآخر غيرها ) أنسجتها المستهدفة بصورة رئيسية :

• الهرمون الموجه لقشر الكظر .
• الهرمون منبه الدرقية .
• الهرمون منشط للحوصلة .
• الفازوبرسين .
• الهرمون جار درقي .
• الجلوكاجون .
• الكاتيكولامينات .
• السكريتين .
• معظم الهرمونات الوطائية المحررة .

فبدراسة وظيفة آلية cAMP بتفصيل أكبر وجد أن الهرمون المنبه يرتبط أولا مع مستقبلات الهرمون النوعية لذلك الهرمون على سطح غشاء الخلية المستهدفة . و تعين نوعية مستقبلات الهرمون أي واحد من الهرمونات الذي سيؤثر على الخلية المستهدفة . و بعد الارتباط مع مستقبلات الهرمون في الغشاء، ينشط جزيء المستقبلة الذي يبرز إلى داخل غشاء الخلية ليصبح الأنزيم البروتيني adenyl cyclase . و يسبب هذا الأنزيم بدوره التحول المباشر لكمية صغيرة من أدينوسين ثلاثي الفوسفات السيتوبلازمي إلى أحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي، وهو مركب 3َ،5َ الأدينوزين أحادي الفوسفات .

و متى ما تكون الـ cAMP داخل الخلية ، فإنه ينشط أنزيمات أخرى . و في الحقيقة فإنه ينشط عادة سلسلة من الأنزيمات، أي إنه ينشط الأنزيم الأول الذي ينشط الأنزيم الثاني والذي ينشط الأنزيم الثالث وهكذا .

و أهمية هذه الآلية تكمن في أن بضعة جزيئات من adenyl cyclase المنشطة في غشاء الخلية تتمكن من تفعيل عدد كبير آخر من جزيئات الأنزيم التالي الذي يتمكن بدوره من تفعيل أعداد مضاعفة أخرى لذلك من جزيئات الأنزيم الثالث . و بهذه الطريقة تتمكن حتى أصغر كمية من الهرمون الذي يعمل على سطح الخلية من بدء قوة تفعيلية متسلسلة قوية جدا للخلية بأكملها .

و يعتمد الفعل النوعي الذي يحصل استجابة لـ cAMP في كل نوع من أنواع الخلايا المستهدفة على طبيعة الآلية داخل الخلايا . فلبعض الخلايا مجموعة معينة من الأنزيمات بينما للبعض الآخر منها أنزيمات أخرى . و لهذا تولد وظائف مختلفة في مختلف الخلايا المستهدفة وظائف مثل بدء تركيب مواد كيميائية معينة داخل الخلايا، تسبب تقلص أو ارتخاء العضلات أو تبدأ إفراز الخلايا وتغير نفاذيتها .

و بهذا، فإن خلية الغدة الدرقية التي تنبه بواسطة cAMP تكون الهرمونين الاستقلابيين الثيروكسين و ثالث يود الثيرونين ، بينما يسبب نفس الـ cAMP في خلية غدة قشر الكظر إفراز الهرمونات الستيرويدية من القشرة الكظرية .

و من الناحية الآخر، يؤثر cAMP على الخلايا الطلائية للنبيبات الكلوية فيزيد من نفاذيتها للماء .

يوجد نظام رسول ثان خاص يعمل كاستجابة لدخول أيونات الكالسيوم إلى الخلايا . و من الممكن أن يبدأ دخول الكالسيوم بتغيرات الجهود الكهربائية للغشاء الخلوي الذي تفتح قنواته الكالسيومية أو بالهرمونات التي تتفاعل مع مستقبلات الهرمون في الغشاء التي بصورة مماثلة تفتح هذه القنوات .

و عند دخول أيونات الكالسيوم إلى داخل الخلية فإنها ترتبط مع البروتين المسمى كالموديولين كالموديولين .

و لهذا البروتين أربعة مواقع متفرقة للكالسيوم . و عندما ترتبط ثلاثة أو أربعة من هذه المواقع مع الكالسيوم ، يحدث تغير في الهيئة ينشط الكالموديولين ، مما يسبب عدة تأثيرات داخل الخلية بنفس الطريقة التي يعمل بها cAMP . فمثلا إنه ينشط مجموعة من الأنزيمات غير تلك التي ينشطها cAMP ، مولدا بذلك مجموعة مختلفة من التفاعلات الكيميائية داخل الخلايا . فمثلا إحدى الوظائف النوعية للكالمودولين هي تنشيط بروتين الميوزين الذي يعمل بدوره مباشرة على ميوزين العضلات الملساء فيسبب تقلصها .

و لكن التركيز السوي لأيونات الكالسيوم في معظم خلايا الجسم غير كاف لتنشيط نظام الكالموديولين . و لكن عندما يرتفع تركيز أيونات الكالسيوم إلى علو كاف، يحدث ارتباط كاف ليولد كل أفعال الكالموديولين داخل الخلايا . و هذه هي تماما تقريبا نفس كمية تغير أيونات الكالسيوم التي تدعو الحاجة إليها في العضلة الهيكلية لتنشيط تروبونين Troponin C الذي يسبب بدوره تقلص العضلة الهيكلية . و يلاحظ أن تروبونين C شبيه جدا بالكالمودولين سواء في وظيفته أو في بنيته البروتينية .

تنشط بعض الهرمونات مستقبلات الهرمون عبر الغشاء التي تنشط بعد ذلك أنزيم فسفوليباز C المرتبط مع البروزات الداخلية للمستقبلات . و يسبب هذا الأنزيم بدوره انشطار بعض الشحميات الفسفورية في غشاء الخلية نفسها إلى مواد أصغر لها تأثيرات ( رسول ثان ) واسع الانتشار داخل الخلية . و أنواع الهرمونات التي تسبب هذا التأثير هي بصورة رئيسية هرمونات موضعية، ومن أبرزها عوامل هرمونية تحررها التفاعلات المناعية والأرجية للأنسجة .

إن أهم الشحميات الفسفورية الغشائية الذي يتحلل بهذه الطريقة هو ثنائي فوسفات إينوزيتول الفوسفاتديل phosphatidyl inositol biphosphate . و إن أكثر النواتج أهمية التي تعمل كرسول ثاني هو ثلاثي فوسفات الإينوزيتول وثنائي أسيل جليسرول diacylglycerol . و يحرك ثلاثي فوسفات الإينوزيتول بصورة خاصة أيونات الكالسيوم من المتقدرات والشبكة السيتوبلازمية الباطنة، وتحفز عند ذلك أيونات الكالسيوم هذه كل تأثيرات رسولها الثاني الخاص بها مثل تقلص العضلات الملساء ، أو تغير إفراز الخلايا الإفرازية، أو تغير الفعالية الهدبية، وما شابه ذلك . و الرسول الثاني الشحمي الآخر، ثنائي أسيل جليسرول، يفعل الأنزيم البروتيني C . و يعزز هذا التفاعل لدرجة أكبر بزيادة أيونات الكالسيوم التي تحرر استجابة لثلاثي فوسفات الإينوزيتول . و يقوم الأنزيم البروتيني C المفعل هذا بدور هام جدا بصورة خاصة في تحفيز انقسام الخلايا و تكاثرها . و بالإضافة لذلك فإن الجزء الشحمي من ثنائي أسيل جليسرول هو حمض الأراكيدونيك ، و هو سليف البروستاغلاندين و الهرمونات الموضعية الأخرى التي تسبب أنواعا كثيرة من التأثيرات الموضعية في الأنسجة في كل أنحاء الجسم .

الهرمونات المؤثرة على الآلية الجينية للخلية

طبيعة الهرمون

مستقبلات الهرمون

تخزين و إفراز الهرمونات

كيمياء الهرمونات

قياس تركيز الهرمونات في الدم

قياس سرعة التصفية الاستقلابية للهرمونات

قياس سرعة إفراز الهرمون

• The Hormone Foundation
• Hormones في المَكتبة الوَطنية الأمريكية للطب نظام فهرسة المواضيع الطبية (MeSH).

• Hormones and Nutrition

• بوابة طب
• بوابة الكيمياء الحيوية