آلية عمل الهرمون Mechanism of Hormone Action

تنقسم الهرمونات من حيث تأثيرها على الخلية إلى نوعين رئيسين:

(أ) هرمونات تؤدي عملها من خلال مستقبلات على غشاء الخلية (مستقبلات سطحية Surface receptors) دونما الدخول إلى سيتوبلازم الخلية ومن أمثلتها: الهرمونات البيبتدية والهرمونات البروتينية وهرمون الأبينفرين، البروستاجلاندينات.

(ب) هرمونات تؤدي عملها من خلال دخولها إلى وسط الخلية وارتباطها بمستقبلاتها داخل  السيتوبلازم ومن امثلتها: الاسترويدات وهرمونات الدرقية وفيتامين د3.

أ – الهرمونات ذات المستقبلات السطحية:

يؤدي عدد من الهرمونات البروتينية ومتعددة الروابط وكذلك هرمون الابنيفرين والبروستاجلاندين وظيفتها وذلك بتأثيرها المباشر على المستقبلات السطحية من خلال ما يسمى بنظرية الموصل الثاني (Second messenger system  أو نظرية الادينوسين أحادي الفوسفات ــ الدائري (Cyclic Adenosine monophosphate C-AMP) وذلك بعد إحداث سلسلة من التفاعلات الانزيمية ينتج في نهايتها تصنيع بروتين او انزيم من نوع خاص يجتاحه الجسم كناتج ثانوي بسبب أثر الهرمون المفرز وحسب نوع المستقبل.

وبالتالي فأن أثر الهرمون على الخلية يعتمد بشكل أساسي على نوع المستقبل (Receptor) الموجود على سطح الغشاء حيث تعتبر هذه المستقبلات متخصصة بشكل دقيق ولا تستقبل إلا الهرمون الخاص بها . يتكون المستقبل في العادة من 3 مكونات بروتينية: المستقبل، العامل المساعد والناقل. عندما يصل الهرمون إلى المستقبل الخاص به على السطح الخارجي من الغشاء ينتهي عمل الهرمون وينتج عن ذلك تحفيز العامل المساعد هو في هذه الحالة انزيم الأدينالات سايكلاز (Adenylate Cyclase) على الطرف الداخلي من الغشاء. يقوم هذا الأنزيم بتنشيط تحويل الادينوسين ثلاثي الفوسفات  (ATP) Adenosine Triphosphate إلى الادينوسين أحادي الفوسفات الدائري (C-AMP) الذي يعمل على تغيير حالة البروتين من حالة غير نشطة إلى نشطه.

تنشأ هذه المستقبلات من بروتينات تكاملية (Integral) وعادة ما تكون على أحد ثلاثة مواقع: خارج الخلية (Extra cellular) على سطح الغشاء الخارجي، او متخلل غشاء الخلية (Transmembrane) أو على طرف الغشاء من الداخل (Cytoplasmic).

يمكن تلخيص نظرية الموصل الثاني للهرمونات البروتينية كالتالي (الشكل 1):

ــ يقوم الهرمون (الموصل الأول) بالارتباط بالمستقبل الخاص به على السطح الخارجي من غشاء الخلية.

ــ يتم تحويل الادينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) إلى الادينوسين الأحادي الفوسفات الدائري (C-AMP) من خلال الأثر المباشر لأنزيم الادينالات سايكلاز (Adenylate Cyclase) في وجود أيونات الكالسيوم والجوانوسين ثلاثي الفوسفات (GTP).

ــ يقوم (C-AMP) كموصل ثان بتحفيز تفاعلات داخلية ينتج عنها تكوين مركب البروتين كاينازا (Protein Kinase A. PKA).

ــ الزيادة في (C –AMP) يحدث عنها تكوين المزيد من PKA وتتغير طبيعته من حالة غير نشطة إلى حالة نشطة.

عندما يصبح PKA نشاطاً يستطيع إضافة مجموعة فوسفات (Phosphorylation) لعدد من البروتينات داخل الخلية التي قد تكون من بينها إنزيمات يحتاجها الجسم كاستجابة لأثر الهرمون المفرز او بروتين خاص تحتاجه في نموها.

شكل 1 : آلية عمل الهرمونات ذات المستقبلات السطحية، (أ) الوضع الطبيعي قبيل ارتباط الهرمون بالمستقبل (ب) ارتباط الهرمون بالمستقبل وتنشيط آلية تكوين C-AMP لإحداث اللازمة للاستجابة الفسيولوجية اللازمة على حسب نوع الهرمون ووظيفته.

ولقد ثبت حديثاً أن هناك 4 أنواع مختلفة من أنظمة الموصل الثاني يمكن للهرمون أن يستفيد منها في اداء عمله على الخلية كما هو مبين في جدول 1.

جدول (1) أنظمة الموصل الثاني وأمثلة لبعض من الهرمونات

كما يمكن تلخيص بعض الأمثلة على الاستجابة الأيضية عندما يرتفع تركيز C-AMP بسبب أثر الهرمونات المفرزة واختلاف طبيعة المستقبل على النحو التالي (جدول 2):

جدول (2)  استجابة الأنسجة الأيضية لزيادة C-AMP

ب – الهرمونات ذات مستقبلات سيتوبلازيمة داخل الخلية:

من امثلة الهرمونات التي تؤدي وظيفتها بهذه الطريقة هي الهرمونات الدهنية بالإضافة إلى هرمونات الغدة الدرقية وفيتامين د3 (شكل 2) ويمكن تلخصيها في التالي:

ــ يدخل الهرمون السيتوبلازم من خلال تخلله لغشاء الخلية ويرتبط بمستقبلات خاصة داخل السيتوبلازم أو على غشاء النواة ينشأ عن ذلك مركب كيميائي فيما بين الهرمون والمستقبل (هرمون ــ مستقبل).

ــ ينتقل الهرمون متحداً بمستقبله إلى داخل النواة.

ــ ينتج عن ذلك عمليات نسخ لجينات خاصة يتكون من خلالها الحامض الريبوزي النووي الساعي Messenger – Ribonucleic Acid (m-RNA).

ــ ينتقل m-RNA المتكون إلى السيتوبلازم محفزاً بذلك تكوين بروتينات جديدة على الشبكة الاندوبلازمية الخشنة. هذه البروتينات المتكونة قد تكون إنزيمات تحتاجها الخلايا لأداء وظيفة معينة، أو بروتينات جديدة ربما تحتاجها الخلية في نموها وتطورها.

في كلتا الحالتين، سواء كان عمل الهرمون من خلال مستقبل على الغشاء الخارجي للخلية (بروتينات) أو داخل الخلية (الدهنيات) فإن الهرمون الواحد قد نجد له عدداً من المستقبلات الخاصة به إلا ان الاستجابة قد تختلف باختلاف العضو المستهدف ونوع المستقبل الذي يحمله.

شكل 3: آلية عمل الهرمونات ذات مستقبلات ستوبلازمية داخل الخلية

المصدر

القماطي ، احمد المجدوب (2005) . الغدد الصم وهرموناتها . كلية الزراعة . جامعة الفاتح .