Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
C H Ư Ơ N Gwww.foxitsoftware.com/shopping
75
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
S PH I H P CÁC CH C NĂNG C A CƠ TH
QUA CÁC CH T D N TRUY N HÓA H C
Toàn b nh ng ho t đ ng c a các t bào, mô và cơ quan trong
cơ th đư c ph i h p nh p nhàng thông qua s tác đ ng c a các
d ng khác nhau c a h th ng ch t truy n tin hóa h c:
1. Tín hi u th n kinh xu t phát t s i tr c c a các neuron đi
vào các khe synap và kích thích t i ch đ đi u khi n các
ch c năng c a t bào.
2. Các hormone th d ch đư c bài ti t t các tuy n n i ti t
ho c t nh ng t bào đ c bi t đi vào vòng tu n hoàn và
gây nh hư ng lên các t bào đích t i nh ng v trí khác
nhau trên cơ th .
3. Các hormone th n kinh đư c bài ti t t neuron vào vòng
tu n hoàn và gây nh hư ng lên các t bào đích t i nh ng
v trí khác nhau trên cơ th .
4. Các hóa ch t trung gian đư c bài ti t b i các t bào vào
khoang d ch ngo i bào và gây nh hư ng lên nhi u lo i t
bào đích xung quanh.
5. Các ch t t ti t đư c bài ti t b i các t bào vào khoang
d ch ngo i bào và gây nh hư ng lên chính nh ng t bào
đã bài ti t ra chúng.
6. Các cytokine là nh ng peptid đư c bài ti t t các t bào
vào khoang d ch ngo i bào và có th ho t đ ng như các
ch t t ti t, các hóa ch t trung gian ho c như nh ng
hormone. M t vài lo i cytokine như các interleukin và
các lymphokin khác đư c bài ti t t các t bào h tr và
nh hư ng lên nh ng t bào c a h mi n d ch (Chương
35). Các hormone cytokine (ví d leptin,…) đư c ti t
b i t bào t o m thư ng đư c g i là các adipokine.
Trong m t vài chương ti p theo, chúng tôi s trình bày ch
y u v h hormone th d ch và hormone th n kinh, luôn ghi
nh r ng t t c nh ng ch t truy n tin hóa h c ho t đ ng ph i
h p và tương tác l n nhau đ duy trì h ng đ nh n i môi trong
cơ th . Ví d , tuy n thư ng th n và tuy n yên bài ti t hormone
ch y u ph thu c vào s kích thích th n kinh. Nh ng t bào
th n kinh n i ti t, n m vùng dư i đ i, có nh ng s i tr c t n
cùng thùy trư c tuy n yên và vùng l i gi a tuy n yên và
nh ng t bào này ti t ra m t vài hormone th n kinh, bao g m
hormone ch ng bài ni u, oxytocin và hormone kích thích tuy n
yên, nh ng hormone này đi u khi n s ch ti t c a thùy trư c
tuy n yên.
Nh ng hormone th d ch đư c v n chuy n trong h tu n hoàn
đ n các t bào đích trong cơ th , g m c các t bào
trong h th n kinh, t i nơi chúng g n vào các receptor và
t o ra s ph n h i c a t bào. M t s hormone th d ch
gây nh hư ng lên nhi u lo i t bào khác nhau c a cơ
th ; ví d , hormone tăng trư ng (GH- t thùy trư c tuy n
yên) làm cho h u h t các ph n trên cơ th phát tri n, và
h mne tuy n giáp (t tuy n giáp) làm tăng chuy n hóa
hóa h c h u h t các t bào.
Nh ng hormone khác gây nh hư ng ch y u lên
m t vài mô đích c a cơ th b i vì nh ng mô này có
nhi u receptor đ c hi u v i nh ng hormone này. Ví d ,
ACTH (hormone kích thích v thư ng th n) đư c ti t
ra t thùy trư c tuy n yên gây tác d ng lên vùng v
thư ng th n, kích thích chúng bài ti t các hormone v
thư ng th n; và hormone bu ng tr ng ch y u tác d ng
lên cơ quan sinh d c n và các đ c tính sinh d c th
phát c a ph n .
Hình 75-1 trình bày v trí gi i ph u c a các tuy n
và mô n i ti t chính c a cơ th , ngo i tr nhau thai,
m t ngu n b sung hormone sinh d c. B ng 75-1
mang đ n cái nhìn toàn di n v nh ng h hormone khác
nhau và nh ng ch c năng quan tr ng c a chúng.
Nh ng h hormone này đóng m t via trò quan tr ng
chi ph i g n như toàn b các ch c năng c cơ th , bao
g m ch c năng chuy n hóa, sinh trư ng và phát tri n,
cân b n nư c đi n gi i, sinh s n và hành vi. Ví d , n u
không có hormone tăng trư ng, m t ngư i s tr thành
ngư i lùn. N u không có hormone T3, T4 t tuy n giáp,
h u h t các ph n ng hóa h c s tr nên ch m ch p và
ngư i đó cũng tr nên ch m ch p. N u không có insulin
t tuy n t y, các t bào c a cơ th không th s d ng
đư c carbohydrat đ t o năng lư ng. Và n u không có
các hormone sinh d c, s phát tri n sinh d c và ch c
năng sinh d c s b đình tr .
C U TRÚC HÓA H C VÀ S
C A CÁC HORMONE
CHUY N HÓA
Có 3 nhóm hormone cơ b n đó là:
1. Các protein và polypeptide: bao g m các hormone
bài ti t b i thùy trư c tuy n yên, tuy n t y (insulin,
glucagon), tuy n c n giáp (hormone c n giáp)
và m t s hormone khác (xem B ng 75-1).
925
UNIT XIV
Gi i thi u v h n i ti t
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Ph n XIV N i ti t và sinh s n
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
Nhân t bào DNA
Vùng dư i đ i
Tuy n
tùng
Phiên mã
Tuy n yên
T ng h p
mRNA
Tuy n c n giáp
(phía sau tuy n giáp)
D ch mã
Tuy n giáp
Lư i n i
ch t
Tuy n
c
Vào trong các bao
B
máy golgi
D tr
Các túi
ti t
D dày
↑ Ca++
↑ cAMP
Tuy n
thư ng th n
T y
Bài ti t
Th n
Mô m
Ru t non
Bu ng tr ng
(n )
Tinh hoàn (nam)
Hình 75-1. V trí gi i ph u các tuy n và các mô n i ti t chính
c a cơ th
2. Các steroid: đư c ti t b i tuy n thư ng th n (cortisol, aldosterone), bu ng tr ng (estrogen, progesterone), tinh hoàn
(testosterone) và nhau thai (estrogen và progesterone).
3. D n xu t c a amino acid tyrosin: ti t b i tuy n giáp (T3,
T4) và tuy n t y thư ng th n (epinephrine, nor-epinephrin). Hi n t i chưa có hormone polysaccarid ho c hormone acid nucleic nào đư c tìm ra.
Các hormone polypeptide và protein đư c d tr trong
các túi nang cho đ n khi c n thi t. H u h t các hormone
c a cơ th là polypeptide ho c protein. Nh ng hormone
này có c u trúc là các peptid có kích thư c nh đ n m c
ch g m 3 amino acid (TSH) đ n các protein g m g n
200 amino acid
926
D ch ngo i
bào
Kích thích
Hình 75-2. S t ng h p và bài ti t c a các hormone peptid.
S kích thích bài ti t các hormone thư ng bao g m s thay đ i
n ng đ calci n i bào calcium ho c thay đ i AMP vòng (cAMP)
trong t bào.
(GH, prolactin). Thông thư ng, các polypeptide g m t
100 amino acid tr lên đư c g i là các protein, dư i 100
amino acid g i là các peptid.
Các hormone protein và peptid đư c bài ti t ph n
cu i c a lư i n i sinh ch t c a nh ng lo i t bào n i
ti t khác nhau, tương t như nh ng lo i protein khác
(Hình 75-2). Nh ng hormone protein này thư ng đư c
bài ti t đ u tiên v i m t lư ng l n nhưng chưa có ho t
đ ng sinh h c (ti n hormone) và đư c phân c t nh đ
t o thành nh ng d ng nh hơn vùng lư i n i sinh ch t.
Nh ng ti n hormone này sau đó đư c v n chuy n đ n
b máy Golgi đ đư c d tr trong nh ng túi ti t. Trong
quá trình này, các enzyme trong nh ng túi ti t ti p t c
c t các ti n hormone làm chúng tr nên nh hơn, có ho t
tính sinh h c và nh ng m nh b b t ho t. Nh ng túi này
đư c d trưc trong t bào ch t, và m t s di chuy n đ n
g n màng t bào cho đ n khi đư c bài ti t. S bài ti t
hormone (cũng như các m nh b t ho t)di n ra khi các
túi d tr hòa vào màng t bào và các h t ch a trong đó
b đ y vào d ch gian bào ho c tr c ti p vào máu máu b i
hi n tư ng xu t bào.
Trong m t s trư ng h p, s kích thích xu t bào là s
tăng n ng đ ion calci trong d ch bào tương gây ra b i s
kh c c màng sinh ch t. Trong m t s trư ng h p khác,
s kích thích các receptor trên màng t bào n i ti t làm
tăng
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Chương 75 Gi i thi u v n To
i tiremove
t this notice, visit:
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
www.foxitsoftware.com/shopping
B ng 75-1 Các tuy n n i ti t, các hormone và ch c năng, c u trúc c a chúng
Hormone
Các ch ng năng chính
C u trúc hóa h c
Vùng dư i đ i
(Chương 76)
Hormone kích thích
thùy trư c tuy n yên
Hormone kich thích
tuy n v thư ng th n
Hormone kích thích bài ti t
hormone tăng trư ng
Hormone c ch bài ti t
hormone GH (somatostatin)
Hormone kích thích thùy
sau tuy n yên
Y ut
c ch dopamin
ho c prolactin
Kích thích bài ti t TSH (homrone kích thích
tuy n giáp) và prolactin
Gây bài ti t hormone v thư ng th n
Peptid
Gây bài ti t hormone tăng trư ng (GH)
Peptid
Thùy trư c
tuy n yên
(Chương 76)
Tuy n giáp
(Chương 77)
V thư ng
th n
(Chương 78)
Peptid
Peptid
c ch bài ti t GH
Gây bài ti t FSH và LH
Amin
c ch bài ti t prolactin
Kích thích t ng h p protein và t t c s phát tri n
c a h u h t các t bào và mô
Hormone kích thích tuy n giáp
Kích thích t ng h p và bài ti t các hormone
(TSH)
tuy n giáp (T3 và T4)
Hormone kích thích t y thư ng th n Kích thích t ng h p và bài ti t các hormone t y
thư ng th n (cortisol, androgens, và aldosterone)
Prolactin
Đi u khi n s phát tri n vú ph n và s bài
ti t s a.
Hormone kich thích nang tr ng- FSH Kích thích nang tr ng phát tri n n và s trư ng
thành c a tinh trùng các t bào Sertoli nam
Hormone hoàng th - LH
Kích thích t n h p testosteron các t bào Leydig
nam; kích thích r ng tr ng, fhình thành hoàng th ,
và t ng h p FSH, LH bu ng tr ng.
Thùy sau tuy n
yên
(Chương 76)
Hormone tăng trư ng
Hormone ch ng bài ni n(hay còn Tăng tái h p thu nư c
g i là vasopressin)
làm tăng huy t áp
th n, gây co m ch và
Peptid
Peptid
Peptid
Peptid
Peptid
Peptid
Peptid
Oxytocin
Kích thích bài xu t s a
Thyroxine (T4) và triiodothyronine (T3)
Calcitonin
Tăng t c đ các ph n ng hóa h c h u h t các
t bào, do đó làm tăng t c đ chuy n hóa
Đi u ch nh s l ng đ ng calci vào xương và
làm gi m n ng đ ion calci d ch ngo i bào
Amin
Cortisol
Mang nhi u ch c năng chuy n hóa đ đi u khi n s
chuy n hóa proteins, carbohydrat, và ch t béo;
cũng có thêm tác d ng ch ng viêm
Tăng tái h p thu ion Natri, th i ion Kali, và ion H+
th n
Steroid
Aldosterone
vú và gây co cơ t cung
Peptid
Peptid
Steroid
T y thư ng th n
(Chương 61)
Norepinephrine, epinephrine
Tác d ng kích thích gi ng như h giao c m
Amin
T y
(Chương 79)
Insulin (β cells)
Đi u ch nh glucose đi vào trong t bào, do đó đi u
khi n chuy n hóa carbohydrat
Tăng t ng h p và bài ti t glucose gan vào d ch cơ
th .
Peptid
Glucagon (α cells)
Peptid
Tuy n c n giáp
(Chương 80)
Parathyroid hormone
Đi u ch nh n ng đ Calci huy t tương b ng cách
tăng th i Calci ru t và th n và tăng l y calci
t xương
Peptid
Tinh hoàn
(Chương 81)
Testosterone
Đi u khi n s phát tri n h sinh d c nam và
nh ng đ c tính sinh d c th phát nam
Steroid
Bu ng tr ng
(Chương 82)
Estrogens
Đi u khi n s phát tri n và trư ng thành c a h sinh
d c n , vú, và nh ng đ c tính sinh d c th phát
n
Kích thích ti t “s a t cung” t các tuy n n i m c
t cung và đi u khi n s phát tri n các c u trúc
ti t vú
Steroid
Progesterone
UNIT XIV
Tuy n/mô
Steroid
Continued
927
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Ph n XIV N i ti t và sinh s n
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
B ng 75-1 Các tuy n n i ti t, các hormone và ch c năng, c u trúc c a chúng
Tuy n/mô
Hormone
Các ch ng năng chính
C u trúc hóa h c
Bánh rau
(Chương 83)
hCG- hormone
rau thai ngư i
Đi u khi n s phát tri n c a hoàng th và s
bài ti t estrogen và progesteron hoàng th
Peptid
Hormone nhũ t rau thai ngư i
- Human somatomamotropin
Estrogens
Progesterone
Có l đi u khi n s phát tri n m t s mô c a
thai nhi, cũng như phát tri n vú m
Xem tác d ng c a estrogen t bu ng tr ng
Xem tác d ng c a progesteron t bu ng tr ng
Peptid
Renin
Xúc tác chuy n angiotensinogen thành angiotensin I (ho t đ ng như 1 enzyme)
Tăng h p thu ion calci ru t và tăng t o
khoáng xương
Tăng t o h ng c u
Peptid
Th n
(Chương 26)
1,25-Dihydroxycholecalciferol
Erythropoietin
Steroid
Steroid
Steroid
Peptid
Tim
(Chương 22)
Peptid l i ni u Natri tâm nhĩ- ANP Tăng bài ti t Natri
th n, h huy t áp
Peptid
D dày
(Chương 65)
Gastrin
Kích thích ti t HCl
t bào thành
Peptid
Ru t non
(Chương 65)
Secretin
Peptid
Cholecystokinin
Kích thích các t bào tuy n nang t y ti t bicarbonat và nư c
Kích thích co bóp túi m t và gi i phóng các men t y
Leptin
Gi m s thèm ăn, tăng sinh nhi t
Peptid
Các t bào m
(Chương 72)
CH2OH
C
HO
O
O
HO
OH
O
HC C
O
O
Cortisol
Aldosterone
OH
O
CH2OH
Testosterone
OH
HO
Estradiol
Hình 75-3. C u trúc hóa h c c a m t s hormone steroid.
lư ng AMP vòng (cAMP) và sau đó kích ho t các protein
kinase gây kích thích bài ti t hormone. Nh ng hormone
d ng peptid tan trong nư c, khi n chúng đi vào vòng
tu n hoàn m t cách d dàng, đó chúng s đư c v n
chuy n đ n các mô đích c a cơ th .
Các hormone steroid thư ng đư c t ng h p t cholesteron và không đư c d tr . C u trúc hóa h c c a
các hormone steroid gi ng như cholesterol, mà h u h t
các hormone này đư c t ng h p t cholesterol. Chúng
tan trong d u và c u trúc phân t bao g m 3 vòng hexyl
(cyclohexyl rings) và m t vòng pentyl g n v i nhau t o
nên khung c u trúc (Hình 75-3).
M c dù thư ng có r t ít hormone đư c d tr t i
các t bào n i ti t ti t steroid, lư ng l n
928
Peptid
M c dù thư ng có r t ít hormone đư c d tr t i các t
bào n i ti t ti t steroid, lư ng l n cholesterol ester trong
không bào nhanh chóng đư c chuy n hóa thành steroid
sau khi đư c kích ho t. Ph n l n cholesterol trong các t
bào ti t steroid có ngu n g c t huy t tương, tuy nhiên
cũng có m t lư ng de novo of cholesterol t ng h p trong
các t bào ti t steroid. B i vì các steroid r t d tan trong
lipid, m t khi chúng đư c t ng h p, chúng d dàng ng m
qua màng t bào và đi vào d ch k sau đó đi vào máu.
Các hormon amin là nh ng hormone đư c t ng h p
t tyrosin. Có hai nhóm hormone t ng h p t tyrosin,
hormone tuy n giáp và hormone t y thư ng th n, đư c
ti t ra do s ho t hóa các enzyme trong t bào ch t c a
các t bào tuy n n i ti t. Các hormon tuy n giáp đư c
t ng h p và d tr
tuy n giáp và t i đây, chúng g n
v i các đ i phân t thyroglobulin, m t protein đư c d
tr t i các nang l n tuy n giáp. S bài ti t hormone
x y ra khi các amin đư c tách kh i thyroglobulin, sau
đó các hormone amin s đi vào vòng tu n hoàn. Sau khi
vào máu, h u h t các hormone g n v i các protein huy t
tương, đ c bi t là globulin g n thyrosin- TBG (thyroxinebinding globulin), protein g n này s t t gi i phóng
hormone đ n nh ng mô đích.
Epinephrin và nor-epinephrin đư c bài ti t tuy n
t y thư ng th n, t i đây thông thư ng ti t ra lư ng
epinephrine nhi u g p 4 l n nor-epinephrin. Các catecholamine đư c v n chuy n đ n các túi ti t và d tr
t i đây cho đ n khi đư c bài ti t. Gi ng như nh ng
hormone protein d tr
các tuy n n i ti t, các catecholamine cũng đư c ti t ra t các t bào tuy n t y thư ng
th n theo cơ ch nh p bào. M t khi các catecholamine
đi vào máu, trong huy t tương chúng có th t n t i
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
Chương 75 Gi i thi u v n To
i tiremove
t this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
và d ch mã liên quan t i s t ng h p hormone và các giai đo n liên quan t i s hình thành ho c d tr hormone
S BÀI TI T HORMONE, V N CHUY N VÀ S
BÀI XU T KH I VÒNG TU N HOÀN
Đ nh hormone có th x y ra v i feedback dương tính.
Trong m t s trư ng h p, feedback dương tính x y ra
khi ho t đ ng sinh h c c a các hormone làm tăng bài ti t
chính các hormone này. M t ví d c a feedback dương
là đ nh LH (hormone kích thích hoàng th ) x y ra do
nh hư ng c a estrogen lên thùy trư c tuy n yên trư c
th i gian r ng tr ng. S bài ti t LH sau đó tác đ ng lên
bu ng tr ng gây kích thích tăng bài ti t thêm estrogen,
estrogen l i kích thích bài ti t LH. Th c t , khi LH đ t
đ n m t n ng đ thích h p và khi đó s có feedback âm
đi u ch nh s bài ti t hormone.
S bài ti t hormone sau khi nh n kích thích và th i gian
tác d ng c a các lo i hormone. M t vài hormone, như
epinephrine hay nor-epinephrin, đư c bài ti t trong vòng
vài giây sau khi tuy n t y thư ng th n nh n kích thích và
có th gây tác d ng t i đa ch trong vòng vài giây đ n vài
phút; ho t đ ng c a các lo i hormone khác, như hormone
tuy n giáp hay hormone GH, có th ph i c n đ n hàng
tháng m i gây đư c tác d ng t i đa. Do đó, m i hormone
đ u có tính ch t riêng v th i gian b t đ u tác d ng và
th i gian gây ra nh hư ng- m i lo i c u trúc đ u nh m
ph c v nh ng ch c năng riêng bi t.
N ng đ các hormone trong máu và m c đ bài ti t
hormone. Ch c n m t lư ng nh c a các hormone đ th c
hi n vi c đi u hòa h u h t các quá trình chuy n hóa và
các ch c năng n i ti t. N ng đ c a chúng trong máu
kho ng t 1pico gam (1 ph n tri u tri u c a 1g) trong
1ml máu cho đ n nhi u nh t là vài micro gam (vài ph n
tri u c a 1g) trong 1ml máu. Tương t , m c đ bài ti t
các hormone c c kì nh , hay đư c tính b ng micro gam
ho c mili gam/ ngày. ph n sau c a chương này, các
b n s th y s chuy n hóa r t đ c bi t t i mô đích, m t
lư ng r t nh hormone có th t o ra s nh hư ng c c
l n lên c m t h sinh lý.
ĐI U KHI N BÀI TI T HORMONE QUA CƠ
CH FEEDBACK
Feedback âm ngăn ch n vi c bài ti t hormone quá m c.
M c dù n ng đ các hormone trong huy t tương luôn
dao đ ng theo t ng m c đ kích thích khác nhau trong
ngày, nhưng s xu t hi n c a t t c hormone ph i đư c
ki m soát ch t ch . Trong h u h t các trư ng h p, s
ki m soát này thông qua cơ ch feedback âm tính (xem
Chương 1), cơ ch này đ m b o duy trì ho t đ ng bình
thư ng c a các hormone t i mô đích. Sau khi kích thích
gây bài ti t hormone, tr ng thái ho c k t qu t nh
hư ng c a các hormone có xu hư ng làm gi m bài ti t
các hormone này. Nói cách khác, các hormone (ho c
các s n ph m c a chúng) t o ra m t feedback âm tính
ngăn ch n s bài ti t quá m c ho c ho t đ ng quá m c
t i mô đích.
S đi u khi n đôi khi không d a vào n ng đ c a hormone mà ph thu c vào m c đ ho t đ ng c a mô đích.
Do đó, ch khi mô đích tăng ho t đ ng đ n m t ngư ng
nào đó t o ra tín hi u feedback t i tuy n n i ti t, khi tín
hi u đ m nh s làm gi m bài ti t hormone. Feedback có
th x y ra t t c các m c đ , bao g m các giai đo n
phiên mã gen
Chu kì bi n đ i c a s bài ti t hormone. D a trên s
đi u khi n c a feedback âm tính và dương tính lên s bài
ti t hormone, là chu kì bi n đ i ch ti t hormone đư c
nh hư ng b i s chuy n mùa, các tr ng thái phát tri n
và tu i, th i gian trong ngày và khi ng . Ví d , s bài ti t
GH s tăng vào giai đo n đ u c a gi c ng nh ng và
gi m vào giai đo n sau c a gi c ng .
m t s trư ng
h p, nh ng chu kì bi n đ i bài ti t hormone d a trên s
thay đ i ho t đ ng c a các đư ng th n kinh có liên quan
đ n s đi u ch nh bài ti t hormone
V N CHUY N HORMONE
TRONG MÁU
Các hormone tan trong nư c (peptid ho c catecholamine) đư c hào tan vào huy t tương và đư c v n
chuy n t nơi chúng đư c t o ra đ n các mô đích, t i đó
chúng s khu ch tán kh i lòng mao m ch, đi vào khoang
d ch k và cu i cùng đ n các t bào đích.
Các hormone steroid và hormone tuy n giáp, ngư c
l i, đư c v n chuy n trong vòng tu n hoàn nh g n vào
các protein huy t tương. Thư ng có dư i 10 ph n tram
các hormone steroid ho c hormone tuy n giáp t n t i
d ng t do trong huy t tương. Ví d , hơn 99 ph n trăm
hormone tuy n giáp trong máu đư c g n v i protein huy t
tương. Tuy nhiên, trong huy t tương, các protein g n v i
hormone không th d dàng khu ch tác qua thành mao
m ch và đi đ n nh ng t bào đích, và do đó các hormone
mon t n t i d ng không ho t đ ng cho đ n khi chúng
đư c tách kh i các protein mang.
M t lư ng tương đ i các hormone g n v i protein
như là m t ngu n d tr , b sung vào n ng đ c a các
hormone t do sau khi d ng t do này g n v i receptor
t bào đích ho c b lo i kh i vòng tu n hoàn. S g n
c a các hormone v i protein huy t tương cũng làm
ch m quá trình chúng b đào th i kh i huy t tương.
S đào th i các hormone kh i h tu n hoàn. Có
hai y u t có th làm tăng ho c gi m n ng đ c a các
hormone trong máu. M t y u t là m c đ bài ti t hormone vào máu. Y u t th hai là m c đ đào th i
929
UNIT XIV
d ng t do ho c d ng liên k t v i nh ng ch t khác.
Ph n XIV N i ti t và sinh s n
hormone ra kh i máu, hay đư c g i là t c đ l c s ch
chuy n hóa (metabolic clearance rate), và thư ng đư c
đ nh nghĩa b ng s ml huy t tương đư c l c s ch hormone trong 1 phút. Đ tính m c đ l c này, ngư i ta tính
(1) t c đ l c hormone kh i huy t tương (nano gam/phút)
và (2) n ng đ hormone trong huy t tương (nano gam/ml
huy t tương). Sau đó, t c đ l c s ch chuy n hóa đư c
tính b ng công th c:
T c đ l c s ch chuy n hóa
= t c đ l c hormone kh i huy t tương/
n ng đ c a hormone
Công th c này ch y u d a trên phương pháp: hormone
đư c g n v i m t ch t phóng x . Sau đó, lư ng hormone
g n phóng x này đư c truy n v i m t t c đ không đ i
vào máu cho đ n khi n ng đ ch t phóng x trong máu
đ t m c h ng đ nh. Khi đó, t c đ l c hormone ra kh i
huy t tương chính b ng t c đ hormone đư c truy n vào
máu. Cùng lúc, n ng đ hormone g n phóng x trong
máu đư c tính b ng phương pháp đ m phóng x chu n
(standard radioactive counting procedure). Sau đó, b ng
vi c s d ng công th c nêu trên ta s tính đư c t c đ
l c s ch chuy n hóa.
Các hormone đư c “l c” kh i huy t tương b ng nhi u
con đư ng, bao g m (1) s giáng hóa các mô, (2) g n
vào các mô, (3) đào th i gan và đi vào d ch m t và (4)
đào th i th n và đi vào nư c ti u. V i m t s hormone,
t c đ l c s ch chuy n hóa có th b gi m xu ng có th
làm tăng v t n ng đ c a hormone đó trong h tu n
hoàn. Ví d , hi n tư ng này x y ra v i m t s hormone
steroid khi gan b b nh lý, lý do vì các hormone này ch
y u đư c liên h p t i gan và và đào th i vào d ch m t.
Các hormone còn đư c đào th i t i nh ng t bào đích
b i quá trình enzyme, quá trình này gây ra s nh p bào
c a ph c h p receptor- hormone trên màng t bào; hormone sau đó đư c giáng hóa trong t bào, và các receptor thư ng đư c g n l i lên màng t bào.
H u h t các hormone peptid và các catecholamine đ u
tan trong nư c và di chuy n t do trong vòng tu n hoàn.
Chúng thư ng đư c giáng hóa b i các enzyme trong máu
và các mô sau đó nhanh chóng đư c đào th i qua th n
ho c gan. Ví d , th i gian bán h y c a angiotensin II
trong máu ch dư i 1 phút.
Các hormone đư c g n v i protein đư c l c kh i
máu v i t c đ ch m hơn và có th t n t i trong vài
gi ho c th m chí vài ngày. Th i gian bán h y c a các
steroid thư ng th n trong máu t 20- 100 phút, trong
khi th i gian bán h y c a hormone tuy n giáp g n v i
protein có th kéo dài 1- 6 ngày.
930
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
CƠ CH HO T Đ NG C A HORMONE
CÁC RECEPTOR C A HORMONE VÀ S
HÓA CHÚNG
HO T
Ho t đ ng đ u tiên c a các hormone là g n vào các receptor đ c hi u t bào đích. Nh ng t bào không có receptor s không có ph n ng. Các receptor đ c hi u c a
m t s hormone n m trên màng t bào, ngư c l i m t s
hormone khác l i có receptor n m trong t bào ch t ho c
trong nhân. Khi hormone g n v i receptor s kích ho t
m t lo t các ph n ng c a t bào, v i m i giai đo n đ u
xdieenx ra m t m ch m nh m , do đó ch c n m t lư ng
nh hormone có th t o ra m t nh hư ng l n.
Nh ng receptor c a hormone là nh ng đ i phân t protein, và m i t bào đích có kho ng 2.000- 100.000 receptor.
Ngoài ra, m i receptor thư ng ch đ c hi u v i duy nh t 1
hormone, do đó m i lo i hormone s ho t đ ng trên m t
lo i mô c th . Các mô ch u nh hư ng c a hormone là
nh ng mô ch a r t nhi u receptor đ c hi u cho hormone
đó.
V trí các lo i receptor đ c hi u khác nhau thư ng như
sau:
1. N m trong ho c n m trên màng t bào. Nh ng
receptor màng t bào đ c hi u v i các hormone lo i
protein, peptid và catecholamine.
2. N m trong t bào ch t. Nh ng receptor chính c a
m t s hormone steroid đư c tìm th y ch y u trong
t bào ch t.
3. N m trong nhân t bào. Các receptor c a hormone
tuy n giáp đư c tìm th y trong nhân t bào và
đư c cho là g n v i m t ho c nhi u nhi m s c th .
S lư ng và đ nh y c a các receptor luôn đư c đi u
ch nh. S lư ng receptor t i các t bào đích thư ng không
h ng đ nh t ngày này qua ngày khác ho c th m chí phút
này qua phút khác. Nh ng receptor protein thư ng b b t
ho t ho c phá h y trong quá trình chúng th c hi n ch c
năng, và đ n m t th i đi m khác chúng l i đư c tái ho t
tr l i ho c m t s đư c t o m i. Ví d ,s tăng n ng đ
hormone ho c s tăng g n k t v i các receptor t i t bào đích
đôi khi làm gi m s lư ng các receptor. S đi u khi n c
ch này thư ng x y ra do h u qu c a (1) s b t ho t c a
m t s phân t receptor, (2) s b t ho t c a m t s phân
t protein truy n tin n i bào, (3) s cô l p t m th i các
receptor b ng cách đi vào trong t bào, tránh xa các ho t
đ ng c a hormone đang tương tác v i các receptor trên
màng t bào, (4) phá h y các receptor b i các lysosome
sau khi nh p bào, ho c (5) gi m s n xu t các receptor.
Trong m i trư ng h p, s đi u khi n c ch receptor làm
gi m s đáp ng c a các mô đích v i hormone.
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Chương 75 Gi i thi u v n To
i tiremove
t this notice, visit:
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
www.foxitsoftware.com/shopping
đ ng c a các protein đích (như các enzyme ho c các
kênh ion) b ng cách g n v i nhóm các protein màng t
bào đư c g i là heterotrimeric guanosine triphosphate
(GTP)-g n protein G (Hình 75-4). Đã phát hiên ra hơn
1000 receptor g n protein G, t t c đ u có 7 phân đo n
xuyên màng lư ng ra lư n vào xuyên qua màng t bào.
M t s ph n c a receptor g n vào t bào ch t (đ c bi t
là các đuôi t bào ch t c a receptor) đư c liên k t v i
các protein G (protein G bao g m 3 ti u đơn v : , và
). Khi hormone g n vào ph n bên ngoài màng c a receptor, s thay đ i c u hình c a receptor làm kích ho t
protein G và phát ra các tín hi u n i nào gây ra: ho c
(1) m ho c đóng các kênh ion màng, ho c (2) thay đ i
ho t đ ng c a m t enzyme trong t bào ch t, ho c (3)
kích ho t phiên mã gen.
TÍN HI U N I BÀO SAU KHI RECEPTOR HORMONE ĐƯ C KÍCH HO T
G n như không có ngo i l , m t hormone tác d ng lên
mô đích đ u tiên ph i t o ra ph c h p hormonereceptor. D ng ph c h p này có ch c năng khác v i
receptor, và s kích ho t receptor b t đ u quá trình nh
hư ng c a hormone t i mô đích. Đ gi i thích quá trình
này, chúng tôi s đưa ra m t vài ví d v s tương tác
hormone- receptor.
Protein tam phân G đư c đ t tên d a trên kh năng
g n v i guanosine nucleotides. Trong tr ng thái b t ho t
c a protein G, các ti u đơn v , và t o thành m t
ph c h p g n v i guanosine diphosphate (GDP) t i v trí
ti u đơn v . Khi receptor đư c kích ho t, nó s thay đ i
hình d ng và làm cho ph c h p GDP-protein G liên k t
v i ph n n m trong t bào ch t c a receptor và chuy n
GDP thành GTP. S thay th GDP thành GTP làm cho
ti u đơn v
tách kh i ph c h p tam phân và chuy n
sang liên k t v i m t protein thông tin n i bào khác;
nh ng protein này, khi g n v i ti u đơn v , s làm thay
đ i ho t đ ng c a các kênh ion ho c các enzyme n i bào
như adenyl cyclase ho c phospholipase C, làm bi n đ i
ch c năng c a t bào.
Receptor g n trên kênh ion. H u h t t t c các ch t
d n truy n th n kinh, như acetylcholine và nor-epinephrin, g n vào các receptor màng sau synap. S liên k t này
h u như luôn luôn làm thay đ i c u trúc c a các receptor,
thư ng m ho c đóng các kênh đ i v i m t ho c nhi u
lo i ion. M t s kênh ion ph thu c receptor m (ho c
đóng) kênh v i ion Natri, m t s khác v i ion Kali, m t
s khác thì v i ion calci, và nhi u l o khác n a. S di
chuy n khác nhau c a các lo i ion khác nhau vào và ra
kh i t bào thông qua các kênh ion t o ra nh ng hi u ng
k ti p trên t bào sau synap. M c dù m t vài hormone có
th th c hi n ch c năng thông qua ho t hóa receptor c a
các kênh ion, nhưng h u h t các hormone m ho c đóng
kênh ion gián ti p thông qua vi c g n v i receptor liên
k t protein G ho c các receptor liên k t enzyme, s đư c
nói đ n sau đây.
Tín hi u k t thúc khi hormone b phá h y và ti u đơn
v quay l i g n v i ti u đơn v và đ tr v d ng b t
ho t- ch t đi u ti t protein G. M t s chi ti t thêm v tín
hi u protein G đư c nói đ n Chương 46 và đư c trình
bày Hình 46-7.
Receptor liên k t protein G . Nhiêù receptor sau khi
đư c kích ho t gián ti p đi u khi n ho t
Hormone
Receptor
D ch ngo i
bào
γ
β
γ
α
γ
GDP
G protein
(b t ho t)
β
β
α
GTP
G protein
(ho t hóa)
T bào ch t
α
GTP-protein
đích kích ho t
(enzym)
Hình 75-4. Cơ ch ho t hóa m t receptor k t h p protein G. Khi hormone kích ho t receptor , ph c h p protein G b t ho t , , and
g n v i receptor đư c ho t hóa, chuy n GTP (guanosine triphosphate) thành GDP (guanosine diphosphat). Quá tình này làm cho
chu i (g n v i GTP) tách ra t chu i và c a protein G và tác d ng lên các protein đích trên màng t bào (các enzym) và phát ra
các tín hi u n i bào.
931
UNIT XIV
M t s hormone l i gây đi u ch nh kích thích các receptor và protein thông tin n i bào; đó là, s kích thích t
hormone l n hơn m c bình thư ng c a receptor ho c các
phân t truy n tin n i bào t i t bào đích, ho c s lư ng
receptor nhi u hơn m c tương tác c a chúng v i hormone. Khi s đi u ch nh kích thích di n ra, mô đích tr
nên r t nh y c m v i tác d ng kích thích c a hormone.
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Ph n XIV N i ti t và sinh s n
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
B ng 75-2 Các hormone s d ng tín hi u Receptor Tyrosine Kinase
Y u t tăng trư ng nguyên bào s i
GH
Y u t tăng trư ng t bào gan
Insulin
Insulin gi ng y u t phát tri n-1
Leptin
Prolactin
Y u t phát tri n n i m c m ch máu
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
Leptin
Leptin receptor
P
Kích ho t
các enzym
JAK2 Y Y
JAK2
STAT3 P Y Y
P
P STAT3
P Y Y
P
D ch mã
932
3
AT
ST
P
B ng 75-2 li t kê m t s y u t tăng trư ng (có b n
ch t peptid), các cytokine và các hormone s d ng receptor
liên k t enzyme tyrosin kinase đ t o ra tín hi u t bào.
M t ví d c a receptor liên k t enzyme là receptor leptin (Hình 75-5). Leptin là m t hormone đư c ti t ra t các
t bào m và có m t s nh hư ng đ n sinh lý, nhưng nó
đ c bi t quan tr ng trong vi c đi u khi n c m giác thèm
ăn và s cân b ng năng lư ng (trình bày Chương 72).
Receptor leptin là m t thành viên c a nhóm r t nhi u các
receptor cytokine, nhóm các receptor này không có ho t
đ ng enzyme n i t i nhưng chúng có th truy n tín hi u
đ n các enzyme liên quan. Đ i v i receptor leptin, m t
trong nh ng đư ng d n tín hi u x y ra thông qua tyrosin
kinase c a nhóm janus kinase(JAK), JAK2. Receptor leptin t n t i dư i d ng dimer (2 ti u ph n), và s g n c a
leptin v i ph n bên ngoài màng t bào c a receptor làm
thay đ i c u trúc c a nó, kh i đ ng quá trình phosphoryl
hóa và ho t hóa các phân t JAK2 liên quan trong n i
bào. S kích ho t các phân t JAK2 sau đó gây phosphoryl hóa các tyrosin còn l i receptor leptin- hình thành
ph c h p JAK2 làm trung gian tín hi u n i bào. Nh ng
tín hi u n i bào này bao g m
P
STAT3
mRNA
Receptor liên k t enzyme. M t s receptor, khi ho t đ ng
mang ch c năng gi ng như các enzyme ho c liên k t ch t ch
v i các enzyme mà chúng kích ho t. Nh ng receptor liên k t
enzyme này là nh ng protein xuyên màng m t l n, khác v i
các receptor xuyên màng g n v i protein G xuyên màng 7
l n. Receptor liên k t enzyme có nh ng v trí g n hormone
phía ngoài màng t bào và t o ra xúc tác ho c v trí g n hormone bên trong. Khi hormone g n vào ph n ngoài màng
c a receptor, m t enzyme trong màng t bào ngay l p t c
đư c kích ho t (ho c đôi khi b b t ho t). M c dù nhi u
receptor liên k t enzyme có ho t đ ng c a enzyme n i t i,
m t s khác ph i c n đ n các enzyme g n ch t ch vào
receptor m i có th t o ra s thay đ i ch c năng c a t bào
ST
Các tác d ng
sinh lý
P
M t s hormone đư c g n v i các protein G c ch (kí
hi u là protein Gi), trong khi các hormone khác g n v i
protein G kích thích (kí hi u protein Gs). Do đó, tùy thu c
vào s g n c a receptor hormone v i protein G c chê hay
kích thích, m t hormone có th ho c làm tăng ho c gi m
ho t đ ng c a các enzyme n i bào. Ph c h p h th ng protein G trên màng t cung c p m t m ng r ng l n c a các t
bào ti m năng đáp ng l i các hormone khác nhau t i các
mô khác nhau c a cơ th .
AT
3
P
STAT3
Gen đích
Hình 75-5. M t receptor g n enzym— receptor leptin. Receptor t n
t i d ng chu i kép (2 chu i gi ng nhau), và leptin g n vào ph n
ngoài màng c a receptor, gây ra phosphoryl hóa (P) và kích ho t
janus kinase 2 (JAK2) liên k t n i bào. Cơ ch này t o ra quá
trình phosphoryl hóa c a b chuy n đ i tín hi u và ho t hóa
phiên mã protein (STAT), t đó kh i đ ng quá trình phiên mã
c a các gen đích và t ng h p các protein. S phosphoryl hóa
JAK2 còn kích ho t m t s h enzym khác là ch t trung gian
c a m t s tác d ng nhanh c a leptin. Y, v trí đ c hi u c a s
phosphoryl hóa tyrosin.
s phosphoryl hóa c a các protein chuy n đ i tín hi u và
ki m soát phiên mã (STAT), kích ho t quá trình phosphoryl hóa t i các gen leptin đích đ b t đ u quá trình
t ng h p protein. S phosphoryl hóa JAK2 còn d n đ n
ho t hoá m t s con đư ng enzyme n i bào khác như các
kinase ho t hóa phân bào (MAPK) hay phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K). M t s nh hư ng c a leptin di n ra
nhanh chóng là h u qu c a s kích ho t nh ng enzyme
n i bào này, ngư c l i m t s tác d ng khác di n ra ch m
hơn và c n ph i có s t ng h p c a nh ng protein khác.
M t ví d khác, m t cơ ch đư c s d ng r ng rãi đ
đi u khi n ch c năng t bào thông qua hormone, là cho
hormone g n v i m t receptor xuyên màng đ c bi t, receptor
này sau đó s tr thành enzyme ho t hóa adenylyl cyclase
nhô ra t trong t bào. Enzym này xúc tác s hình thành
cAMP, ch t gây r t nhi u nh hư ng trong môi trư ng
n i bào đ ki m soát các ho t đ ng c a t bào (s đư c
nói đ n sau). cAMP đư c g i là ch t truy n tin th hai
b i vì b n thân đây không ph i là m t hormone tr c ti p
gây ra s thay đ i t bào; thay vào đó, cAMP có ch c
năng như m t ch t truy n tin th hai đ t o ra nh ng nh
hư ng t bào.
V i m t vài hormone d ng peptid, như hormone l i
ni u tâm nhĩ (ANP), GMP vòng (cGMP), nh ng ch t ch
khác cAMP m t chút, cũng là nh ng ch t truy n tin th
hai.
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Chương 75 Gi i thi u v n To
i tiremove
t this notice, visit:
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
www.foxitsoftware.com/shopping
Lipophilic hormone
D ch ngo i bào
Khu ch tán
UNIT XIV
T bào đích
Nhân
Proteins
DNA
Receptor
nhân
Ribosome
Receptor t
bào ch t
Ph c h p
receptorhormone
mRNA
Chu i
đáp ng
hormone
mRNA
Màng nhân
L h t nhân
Hình 75-6. Cơ ch tác đ ng n i bào c a các hormone lipophilic, như steroids, v i các receptor n i bào trong t bào đích. Sau khi
hormone g n v i receptor trong t bào ch t ho c trong nhân, ph c h p hormone-receptor g n vào chu i đáp ng hormone (vùng kh i
đ ng) trên DNA. Ho t đ ng này ho c kích ho t ho c b t ho t gen phiên mã, t o thành mARN, và t ng h p protein.
Nh ng receptor hormone n i bào và s ho t hóa các
gen. Có m t vài hormone, bao g m các hormone
steroid tuy n thư ng th n và tuy n sinh d c, hormone
tuy n giáp, hormone vitamin A, vitamin D, g n v i các
receptor protein bên trong t bào nhi u hơn là g n vào
màng t bào. B i vì nh ng hormone này tan trong d u,
chúng d dàng đi qua màng t bào và g n v i các receptor trong t bào ch t ho c nhân. Ph c h p hormonereceptor ho t hóa sau đó g n v i m t vùng đ c bi t (g i
là promoter) trên DNA và đư c g i là giai đo n đáp ng
hormone (hormone response element), và theo cách này
thì ho c s kích ho t ho c c ch phiên mã c a các gen
đ c hi u và các ARN thông tin (mRNA, Hình 75-6). Do
đó, vài phút, vài gi ho c th m chí vài ngày sau khi hormone đi vào trong t bào, m t d ng protein m i xu t hi n
trong t bào và tr thành ch t đi u khi n các ch c năng
m i ho c các ch c năng khác c a t bào.
Nhi u lo i mô khác nhau có cùng lo i receptor n i bào
gi ng nhau, tuy nhiên gen đư c kích thích b i các receptor m t s mô l i khác nhau. M t receptor n i bào có
th kích ho t m t gen ch khi có s liên k t phù h p gi a
receptor v i protein đi u hòa gen, và nhi u lo i pritein
này là đ c hi u cho t ng lo i mô cơ th . Do đó, đáp ng
c a các lo i mô khác nhau v i hormone đư c tìm hi u
không ch v tính ch t đ c hi u c a các receptor mà còn
c bi u hi n c a gen đư c receptor đi u khi n.
CƠ CH C A CH T TRUY N TIN TH
HAI TRONG CH C NĂNG N I TI T
TRUNG GIAN N I BÀO
Chúng tôi đã chú ý ph n trư c r ng m t trong nh ng
cơ ch hormone tác đ ng trong môi trư ng n i bào là
kích thích s hình thành
B ng 75-3 Các hormone s d ng h th ng
truy n tin th hai Adenylyl Cyclase–cAMP
Hormone kích thích v thư ng th n (ACTH)
Angiotensin II (các t bào bi u mô)
Calcitonin
Catecholamines (các receptor )
Hormone gi i phóng corticotropin (CRH)
FSH
Glucagon
Hormone gi i phóng hormone GH (GHRH)
Hormone rau thai ngư i (hCG)
LH
Hormone c n giáp (PTH)
Secretin
Somatostatin
Hormone kích thích tuy n giáp(TSH)
,
Vasopressin (receptor
V2, các t bào bi u mô)
thành ch t truy n tin th hai cAMP phía trong màng t bào.
cAMP sau đó gây ra m t lo t nh hư ng trong khu v c n i
bào. Do đó, ch có duy nh t m t nh hư ng tr c ti p t
hormone lên t bào đó là kích ho t 1 lo i receptor đ c hi u
màng t bào. Công vi c còn l i là c a ch t truy n tin th
hai.
cAMP không ph i ch t truy n tin th hai duy nh t đư c
t o thành b i các hormone khác nhau. Có hai ch t đ c bi t
quan tr ng khác là (1) ion calci và calmoduli liên h p và
(2) s n ph m c a s phân h y phospholidip màng t bào.
Adenylyl cyclase- cAMP, h th ng
truy n tin th hai
B ng 75-3 trình bày m t vài trong s r t nhi u hormone
s d ng cơ ch adenylyl cyclase- cAMP đ kích thích các
mô đích c a chúng, và Hình 75-7 trình bày h th ng
933
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Ph n XIV N i ti t và sinh s n
D ch ngo i bào
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
B ng 75-4 Các hormone s d ng h th ng truy n
tin th hai Phospholipase C
Hormone
Angiotensin II (cơ trơn m ch máu)
Catecholamines (receptors )
Hormone đi u hòa tuy n sinh d c (GnRH) Hormone gi i
phóng hormone GH (GHRH) Hormone c n giáp (PTH)
Oxytocin
Hormone kích thích tuy n yên ti t TSH (TRH)
Vasopressin (receptor V1, cơ trơn
m ch máu
γ
T bào ch t
β
α
GTP
cAMP
cAMP ho t hóaph thu c
protein
kinase
Protein – PO4 + ADP
Đáp
Adenylyl
cyclase
ATP
cAMP b t ho tph thu c
protein
kinase
Protein + ATP
ng c a t bào
Hình 75-7. Cơ ch c a chu kì adenosine monophosphate (cAMP)
mà nhi u hormone cùng ki m soát các ch ng năng c a t bào.
ADP, adenosine diphosphate; ATP, adenosine triphosphate.
truy n tin th hai adenylyl cyclase- cAMP. S g n c a
hormone v i receptor đ c hi u cho phép x y ra s gép
g p gi a receptor v i protein G. N u protein G kích thích
h th ng adenylyl- cAMP, đư c g i là protein GS , cho
bi t protein G đã đư c kích thích. S kích thích adenylyl
cyclase, m t enzyme g n màng, b i protein GS sau đó
xúc tác s chuy n đ i m t lư ng nh ATP (adenosine
triphosphat) trong t bào ch t thành cAMP n i bào. Ti p
theo kích ho t cAMP ph thu c protein kinase (ch t này
phosphoryl hóa nh ng protein đ c hi u c a t bào) thành
d ng có ho t tính, d n t i xúc tác cho chu i ph n ng
hóa h c và cu i cùng d n đ n nh ng đáp ng c a t bào
v i hormone.
M t khi cAMP đư c t ng h p trong t bào, nó thư ng
kích ho t m t chu i các enzyme. Có nghĩa là, đ u tiên
enzyme đư c kích ho t, sau đó enzyme này kích ho t
m t enzyme th hai, và c ti p t c đ n enzyme th 3,
th 4. Đi u quan tr ng trong cơ ch này là ch c n m t
vài phân t adenylyl cyclase ho t hóa trong màng t bào
có th kích ho t thêm r t nhi u các phân t c a các enzyme ti p theo, r i thêm r t nhi u phân t c a enzyme
th ba, th tư. B ng cách này, dù ch m t lư ng nh
hormone ho t đ ng trên b m t t bào cũng có th kh i
đ ng m t chu i các ph n ng trong c t bào.
N u liên k t hormone v i receptor đ c hi u g n v i
m t protein G c ch (protein G i), adenylyl cyclase s
b c ch , gi m t ng h p cAMP và cu i cùng d n đ n
c ch ho t đ ng c a t bào. Do đó, tùy vào s ghép
c p c a receptor v i protein G lo i c ch hay kích
thích, m t
934
hormone có th ho c làm tăng ho c làm gi m n ng đ
cAMP và quá trình phosphoryl hóa nh ng protein chính
c a t bào.
Các đáp ng đ c hi u làm tăng ho c gi m cAMP t i
m i lo i t bào đích ph thu c vào b n ch t c a b máy
n i bào; m t s t bào ch ch a 1 nhóm enzyme, và nh ng t
bào khác l i ch a các enzyme khác. Do đó, nh ng ch c
năng khác nhau đư c tìm ra các lo i t bào khác nhau,
như kích ho t t ng h p các hóa ch t n i bào, gây co cơ
ho c giãn cơ, kích thích các t bào bài ti t các ch t, và
làm thay đ i tính th m c a t bào.
Do đó, m t t bào tuy n giáp đư c kích thích b i
cAMP s t ng h p các hormone thyroxin và triiod-thyroxin, ngư c l i cũng cAMP đó tuy n v thư ng th n
l i gây bài ti t các hormone steroid v thư ng th n. T i
m t các t bào bi u mô c a ng xa và ng góp c a th n,
cAMP làm tăng tính th m c a chúng v i nư c.
H th ng truy n tin th hai trên màng
phospholipid c a t bào
M t s hormone kích ho t các receptor xuyên màng
qua đó kích ho t enzyme phospholipase C g n v i ch i
phía trong c a receptor (B ng 75-4). Enzym này xúc
tác cho quá trình phân h y m t s phospholipid màng t
bào, đ c bi t là phosphatidylinositol bi- phosphate (PIP2)
, thành hai s n ph m là hai ch t truyên tin th hai: inositol triphosphate (IP3) và diacylglycerol (DAG). Ch t
IP3 huy đ ng ion calci t ty th và t lư i n i ch t, sau
đó các ion calci s có tác d ng như m t ch t truy n tin
th hai, ch ng h n như gây co cơ trơn và làm thay đ i
ch ti t m t s t bào.
DAG, m t lo i ch t truy n tin th hai có b n ch t
lipid, kích ho t enzyme kinase C, qua đó phosphoryl hóa
m t lư ng l n các protein, t o ra nh ng đáp ng c a t
bào (Hình 75-8). Bên c nh nh ng tác d ng trên, thành
ph n lipid c a DAG là acid arachidonic, ch t này là ti n
thân c a các prostaglandin và m t s hormone t i ch ,
các ch t này gây ra nhi u nh hư ng đ n các mô đích
c a cơ th .
H th ng truy n tin th hai: calci-calmudulin
M t h th ng truy n tin th hai n a di n ra khi đáp ng
v i hi n tư ng ion calci đi vào trong t bào. Quá trình
calci đi vào t bào có th đư c kh i đ ng b i (1) thay
đ i kh năng
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Chương 75 Gi i thi u v n To
i tiremove
t this notice, visit:
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
www.foxitsoftware.com/shopping
CÁC HORMONE HO T Đ NG CH
Y U TRÊN B MÁY GEN C A T BÀO
hormone
Peptid
Receptor
protein G
Màng t bào
Phospholipase C
DAG + IP3
PIP2
T bào ch t
protein
kinase C
ho t hóa
protein
kinase C
b t ho t
Protein – PO4
Ca++
Protein
Lư i n i ch t
Đáp
ng c a t bào
Đáp
ng c a t bào
Hình 75-8. H th ng truy n tin th hai phospholipid trên màng
t bào trong đó vài hormone cùng đi u khi n ch c năng c a t
bào. DAG, diacylglycerol; IP3, inositol triphosphate; PIP2, phosphatidylino-sitol biphosphate.
m kênh calci, (2) m t hormone tương tác v i các receptor màng làm m kênh calci.
Sau khi vào trong t bào, ion calci g n v i protein
calmodulin. Protein này có 4 v trí g n calci, và khi có
3 trên 4 v trí đư c g n v i calci, protein calmodulin
s thay đ i hình d ng và kh i đ ng m t lo t các nh
hư ng trong t bào, bao g m kích thích ho c c ch
các protein kinase. S kích thích các protein calmodulin ph thu c protein kinase s thông qua quá trình
phosphoryl hóa đ gây kích thích ho c c ch các protein liên quan đ n s đáp ng c a t bào v i hormone.
Ví d , m t ch c năng c th c a calmodulin là kích
ho t các myosin kinase chu i nh (MLCK- myosin
light chain kinase), sau đó gián ti p gây tác d ng lên
chu i myosin c a cơ trơn gây co cơ trơn (Hình 8-3).
N ng đ trung bình c a ion calci trong h u h t các t
bào c a cơ th là 10-8 đ n 10-7 mol/L, không đ đ kích
ho t h th ng calmodulin. Nhưng khi n ng đ ion calci
tăng lên đ n 10-6 đ n 10-5 mol/L, đ đ k t h p và gây ra
t t c nh hư ng c a calmodulin trong t bào. cơ vân,
cũng c n đ n m t lư ng ion calci như trên m i có th
kích thích troponin C gây co cơ (xem Chương 7). Có m t
đi u thú v là troponin C cũng gi ng như calmodulin
c ch c năng và c u trúc protein.
M t cơ ch ho t đ ng khác c a hormone, đ c bi t là
hormone steroid, là kích thích t ng h protein t i mô
đích. Nh ng protein này sau đó ho t đ ng như các enzyme như v n chuy n protein ho c c u trúc các protein,
r i t đó t o ra các ch c năng khác c a t bào.
Chu i các ho t đ ng ch c năng c a các steroid ch
y u đư c trình bày sau đây (Hình 75-6):
1. The steroid khu ch tán qua màng t bào và đi
a. Hormone
vào t bào ch t, t i đây chúng g n v i receptor protein
đ c hi u.
b.mPh c h p receptor- hormone sau đó đư c khu ch tán
vào trong nhân ho c đư c v n chuy n đ n nhân.
c. Ph c h p này g n ch t vào các v trí đ c hi u trên
các s i DNA trên nhi m s c th , sau đó kích ho t quá
trình phiên mã c a các gen c th đ t o ra mRNA.
d. mRNA khu ch tán vào t bào ch t, t i đây chúng
đi u khi n quá trình gi i mã t i ribosom đ t o ra
nh ng protein m i.
M t ví d đó là hormone aldosterone, m t trong
nh ng hormone đư c bài ti t b i v thư ng th n, đi vào
t bào ch t c a các t bào ng th n, t i đây có nh ng
receptor protein đ c hi u tên là các receptor corticoid
khoáng (mineralocorticoid receptor). Do đó, t i nh ng
t bào này, m t chu i các ho t đ ng đã nói trên s m
x y ra. Sau kho ng 45 phút, các protein b t đ u xu t
hi n t i các t bào ng th n và đi u khi n quá trình tái
h p thu natri và đào th i kali vào lòng ng. Do đó, th i
gian đ các hormone steroid ho t đ ng t i đa thư ng ít
nh t là sau 45 phút, có th lên đ n vài gi ho c th m
chí vài ngày. Tác đ ng này đ i ngư c v i m t s tác
đ ng nhanh chóng c a m t s hormone peptid và các
hormone ngu n g c amino acid, như vasopressin và
nor-epinephrin.
Các hormone tuy n giáp làm tăng quá
trình phiên mã gen trong nhân t bào
Các hormone tuy n giáp T3, T4 làm tăng quá trình
phiên mã c a m t s gen c th trong nhân t bào. Đ
ch c năng kích thích phiên mã đư c di n ra m t cách
hoàn ch nh, đ u tiên các hormone này g n tr c ti p v i
các receptor protein trong nhân t bào (đư c tình bày
chi ti t Chương 77- Hình 77-5); nh ng receptor này
là nh ng nhân t phiên mã đư c ho t hóa, g n v i ph c
h p nhi m s c th , và đi u khi n ch c năng c a các
vùng kh i đ ng gen- đư c gi i thích Chương 3.
Có hai đ c đi m quan tr ng v ch c năng c a các
hormone tuy n giáp lên nhân t bào:
1. Chúng kích ho t cơ ch gen hình thành nhi u lo i
protein n i bào- kho ng 100 lo i ho c nhi u hơn. Nhi u
lo i protein này là nh ng enzyme đi u khi n
935
UNIT XIV
Các hormone steroid làm tăng
t ng h p protein
D ch ngo i bào
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Ph n XIV N i ti t và sinh s n
Đ nh lư ng n ng đ hormone trong máu
Các hormone t n t i trong máu v i m t lư ng r t nh ;
m t sô hormone có n ng đ th p đ n m c kho ng b ng
1 ph n t c a m t gam (1 pico gam) trên 1ml. Do đó, r t
khó đ đ nh lư ng đư c nh ng n ng đ này b ng nh ng
phương pháp thông thư ng. Tuy nhiên, m t phương
pháp r t nh y đã đư c phát tri n t 50 năm trư c đã gi i
quy t đư c v n đ đ nh lư ng các hormone, ti n thân
c a chúng và s n ph m chuy n hóa c a chúng. Phương
pháp này đư c g i là phương pháp mi n d ch phóng x
(radioimmunoassay). G n đây, chúng ta đã b sung thêm
nhi u phương pháp, như xét nghi m mi n d ch g n enzyme
(ELISA- enzyme-linked immune-sorbent assays), đã và
đang đư c phát tri n đ đ nh lư ng m t cách chính xác,
có tính thông lư ng cao các lo i hormone.
Phương pháp mi n d ch phóng x
Phương pháp ti n hành mi n d ch phóng x như sau. Đ u
tiên, s n xu t m t kháng th có tính đ c hi u cao v i hormone đang c n đ nh lư ng.
Bư c ti p theo, m t lư ng nh kháng th s đư c (1)
tr n v i m t lư ng d ch t đ ng v t có ch a hormone
c n đ nh lư ng và (2) đ ng th i tr n v i m t lư ng thích
h p hormone chu n tinh khi t đã đư c g n m t đ ng v
phóng x .Tuy nhiên, b t bu c ph i t o đư c tr ng thái:
ch có m t lư ng r t nh kháng th g n hoàn toàn v i c
hormone g n phóng x và hormone trong d ch c n đ nh
lư ng. Do đó, hormone t nhiên trong d ch c n đ nh
lư ng và hormone g n phóng x tranh ch p v trí g n
trên kháng th . Trong quá trình tranh ch p, hàm lư ng
m i lo i hormone đư c g n t l thu n v i n ng đ m i
hormone trong dung d ch thí nghi m.
Th ba, sau khi s g n k t đ t tr ng thái cân b ng,
ph c h p kháng th - hormone đư c tách ra kh i ph n
còn l i c a dung d ch, và lư ng hormone g n phóng x
trong ph c h p đư c đ nh lư ng b ng nh ng kĩ thu t
đ m phóng x . N u m t lư ng l n hormone g n phóng
x liên k t v i kháng th , rõ ràng là ch m t lư ng nh
hormone t nhiên tranh ch p v i các hormone g n phóng
x này, và do đó n ng đ c a hormone t nhiên trong
d ch c n đ nh lư ng là r t ít. Ngư c l i, n u ch m t
lư ng nh hormone g n phóng x liên k t kháng th , t c
là m t lư ng l n hormone t nhiên tranh ch p các v trí
g n trên kháng th .
Th tư, đ tăng tính chính xác c a xét nghi m, quá
trình đ nh lư ng mi n d ch phóng x đư c th c hi n v i
m t s dung d ch chu n c a m t vài hormone không
đư c g n các n ng đ khác nhau. Sau đó m t đư ng
cong chu n đư c v ra, xem Hình 75-9. B ng cách so sánh
lư ng phóng x đư c ghi nh n t quá trình thí nghi m
v i m t đư ng cong chu n, ta có th tính toán đư c v i
sai s t 10- 15% n ng đ c a hormone trong lư ng d ch
c n đ nh lư ng. M t ph n t ho c
936
www.foxitsoftware.com/shopping
100
Ph n trăm lư ng kháng th g n v i
aldosteron có g n phóng x
ho t đ ng tăng cư ng chuy n hóa n i bào h u h t
t t c các t bào trên cơ th .
2. Khi g n v i các receptor n i bào, các hormone
tuy n giáp có th ti p t c th c hi n ch c năng
trong vài ngày ho c vài tu n.
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
To remove this notice, visit:
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
2
4
8
16
32
64 128
N ng đ aldosterone trong test
m u (ng/dl)
Hình 75-9. Đư ng cong chu n trong đ nh lư ng phóng x
aldoste-rone. (Ngu n Dr. Manis Smith.)
S
S
S
S
P
S
P
S
P
P
P
P
E
AB3
AB2
H
AB1
Hình 75-10: Nguyên t c cơ b n c a các xét nghi m mi n d ch g n
enzyme đ đo n ng đ c a m t hormone (H). AB1 và AB2 là
kháng th phát hi n các hormone các trang v trí liên k t khác
nhau, và AB3 là m t kháng th phát hi n ra AB2. E là m t lo i
enzym có liên quan đ n AB3 xúc tác s hình thành m t s n ph m
màu hu nh quang (P) t m t cơ ch t (S). Lư ng c a s n ph m
đư c đo b ng phương pháp quang h c và t l thu n v i lư ng
hormone trong gi ng n u có kháng th dư th a trong gi ng.
ph n nghìn t gam hormone có th đư c đ nh lư ng
b ng phương pháp này.
Xét nghi m mi n d ch g n enzyme (ELISA)
Xét nghi m mi n d ch g n enzyme (ELISA) có th
đư c dùng đ đ nh lư ng h u h t các protein, bao g m
c các hormone. Xét nghi m này g n m t s kháng th
đ c hi u v i m t enzyme th . Hình 75-10 10 trình bày các
y u t cơ b n c a phương pháp này, xét nghi m thư ng
đư c th c hi n trên các t m nh a có kho ng 96 gi ng
nh . M i gi ng đư c tráng b i kháng th (AB1), kháng
th này đ c hi u v i hormone c n đ nh lư ng. M u c n
đ nh lư ng ho c m u ch ng đư c cho vào
Edited with the trial version of
Foxit Advanced PDF Editor
Nguy n Đ c Anh- 14D-K110
Chương 75 Gi i thi u v n To
i tiremove
t this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
Bibliography
Aranda A, Pascual A: Nuclear hormone receptors and gene expression. Physiol Rev 81:1269, 2001.
Brent GA: Mechanisms of thyroid hormone action. J Clin Invest
122:3035, 2012.
Chapman K, Holmes M, Seckl J: 11β-hydroxysteroid dehydrogenases:
intracellular gate-keepers of tissue glucocorticoid action. Physiol
Rev 93:1139, 2013.
Evans RM, Mangelsdorf DJ: Nuclear receptors, RXR, and the Big Bang.
Cell 157:255, 2014.
Funder JW: Minireview: aldosterone and mineralocorticoid
receptors: past, present, and future. Endocrinology 151:5098,
2010.
Heldring N, Pike A, Andersson S, et al: Estrogen receptors: how
do they signal and what are their targets. Physiol Rev 87:905,
2007.
Imai Y, Youn MY, Inoue K, et al: Nuclear receptors in bone physiology
and diseases. Physiol Rev 93:481, 2013.
Morris AJ, Malbon CC: Physiological regulation of G protein-linked
signaling. Physiol Rev 79:1373, 1999.
Mullur R, Liu YY, Brent GA: Thyroid hormone regulation of metabolism. Physiol Rev 94:355, 2014.
Pascual A, Aranda A: Thyroid hormone receptors, cell growth and
differentiation. Biochim Biophys Acta 1830:3908, 2013.
Rieg T, Kohan DE: Regulation of nephron water and electrolyte
transport by adenylyl cyclases. Am J Physiol Renal Physiol 306:F701,
2014.
Sarfstein R, Werner H: Minireview: nuclear insulin and insulin-like
growth factor-1 receptors: a novel paradigm in signal transduction.
Endocrinology 154:1672, 2013.
Spat A, Hunyady L: Control of aldosterone secretion: a model for
convergence in cellular signaling pathways. Physiol Rev 84:489,
2004.
Tasken K, Aandahl EM: Localized effects of cAMP mediated
by distinct routes of protein kinase A. Physiol Rev 84:137,
2004.
Vasudevan N, Ogawa S, Pfaff D: Estrogen and thyroid hormone
receptor interactions: physiological flexibility by molecular specificity. Physiol Rev 82:923, 2002.
Wettschureck N, Offermanns S: Mammalian G proteins and their cell
type specific functions. Physiol Rev 85:1159, 2005.
Yen PM: Physiological and molecular basis of thyroid hormone action.
Physiol Rev 81:1097, 2001.
937
UNIT XIV
vào m i gi ng, sau đó là là kháng th th hai (AB2), kháng
th này cũng đ c hi u v i hormone nhưng g n vào m t v
trí khác trên phân t hormone. M t kháng th th ba (AB3)
đư c thêm vào đ nh n di n AB2 và đư c g n v i m t
enzyme chuy n ch t n n thích h p thành s n ph m có th
d dàng nh n ra b i phương pháp nhu m màu ho c hu nh
quang.
B i vì m i phân t enzyme xúc tác quá trình t o ra
hàng ngàn phân t khác, nên dù ch có m t lư ng r t nh
các phân t hormone cũng có th đư c nh n ra b ng
phương pháp này. Ngư c l i v i phương pháp tranh ch p
g n mi n d ch phóng x , phương pháp ELISA s d ng
lư ng dư kháng th nh m m c đích t t c các phân t
hormone đ u đư c g n và đ u t o ra ph c h p kháng
th - hormone. Do đó, lư ng hormone trong m u c n đ nh
lư ng ho c trong m u chu n s t l thu n v i lư ng s n
ph m đư c t o ra.
Phương pháp ELISA đã đư c s d ng r ng rãi trên
lâm sàng và trên nghiên c u b i vì (1) không dùng đ n
các đ ng v phóng x , (2) xét nghi m đư c t đ ng s
d ng t m g m 96 gi ng, và (3) nó đã đư c ch ng minh
là m t phương pháp hi u qu trong vi c đánh giá chính
xác n ng đ hormone cũng như v giá thành th c hi n.