Bộ đếm web cho blog miễn phí

Trang chủ www.docsachysinh.com

Ebook online

 

Khái quát những hormone chủ yếu của động vật có xương sống

Phùng Trung Hùng - Nguyễn Thị Huyền Trang - Nguyễn Phước Long

 

Hormone

Cấu trúc

Chức năng

Hormone tuyến yên

Oxytocin

Peptide ở thuỳ sau tuyến yên; polypeptide  gồm 9 amino acids CYIQNCPLG(C's có gắn disulfide)

Co tử cung, tiết sữa (đáp ứng suy giảm), đáp lại phản ứng cho con bú và estradiol, giảm tổng hợp steroid trong tinh hoàn.

Vasopressin (hormone chống lợi tiểu)
(antidiuretic hormone, ADH)

Peptide ở thuỳ sau tuyến yên; polypeptide gồm 9 amino acids CYFQNCPRG(C's có gắn disulfide)

Đáp ứng với thụ thể thẩm thấu nhạy cảm ngoại bào [Na+], điều hòa huyết áp, tăng tái hấp thu nước từ ống lượn xa ở thận, thiếu hụt dẫn đến nước tiểu loãng và chứng khát nhiều ( khát liên tục ), gây ra bệnh đái tháo nhạt.

Hormone kích thích tế bào hắc tố ( Melanocyte-stimulating hormones) (MSH)

peptides ở thuỳ trước tuyến yên dẫn xuất từ POMC:

 polypeptide α= 13 amino acids
 polypeptide β= 18 amino acids
 polypeptide γ= 12 amino acids

α-MSH có ý nghĩa nhất, điều khiển hành vi thèm ăn và cho ăn thông qua thụ thể melanocortin (MC4R)- neuron biểu hiện ở vùng hạ đồi (hypothalamuss), liệu pháp miễn dịch (immunomodulation) thông qua bạch cầu đơn nhân, đại thực bào,và tế bào hình que (dendritic cells (DCs)) biểu hiện-MC1R, điều hòa làm giảm sản xuất các chất tiền viêm và các cytokin miễn dịch (IL-1, IL-6, TNF-α, IL-2, IFN-γ, IL-4, IL-13) và biểu hiện các phân tử đồng kích thích (CD86, CD40, ICAM-1) trên antigen-presenting DCs

Hormone hướng vỏ thượng thận

Adrenocorticotropic hormone (ACTH) cũng được gọi là corticotropin

Peptide ở thuỳ trước tuyến yên dẫn xuất từ POMC; polypeptide = 39 amino acids

Kích thích tế bào tuyến thượng thận tăng tổng hợp và tiết steroid.

Lipotropin (LPH)

Peptides ở thuỳ trước tuyến yên dẫn xuất từ POMC:

 polypeptide β= 93 amino acids
 polypeptide γ= 60 amino acids

Tăng cường giải phóng acid béo từ tế bào mỡ

Thyrotropin ( hormone kích thích tuyến giáp ) (thyroid-stimulating hormone, TSH)

Peptides ở thuỳ trước tuyến yên; 2 proteins: α  gồm 96 amino acids; β gồm 112 amino acids

Hoạt hóa các tế bào nang tuyến giáp để kích thích tổng hợp hormone giáp.

Growth hormone(GH, or somatotropin)

Peptide ở thùy trước tuyến yên; protein gồm 191 amino acids

Kích thích đồng hóa tổng thể, làm gia tăng giải phóng yếu tố tăng trưởng I giống insulin (insulin-like growth factor-I (IGF-I)), tăng trưởng tế bào và sulfat hóa xương.

Prolactin (PRL)

Peptide ở thùy trước tuyến yên; protein gồm 197 amino acids

Kích thích biệt hóa tế bào tiết của tuyến vú và kích thích tổng hợp sữa.

Hormone tạo hoàng thể (Luteinizing hormone (LH));  tương tự human chorionic gonadotropin (hCG) sản xuất ở nhau thai.

Peptides ở thùy trước tuyến yên; 2 proteins: α gồm 96 amino acids; β gồm 121 amino acids

Tăng tổng hợp progesterone buồng trứng, hoàng thể hóa; hoạt động trên tế bào Leydig của tinh hoàn để tổng hợp và giải phóng testosterone, làm tăng phát triển tế bào kẽ.

Follicle-stimulating hormone (FSH)

Peptides ở thùy trước tuyến yên; 2 proteins: α  gồm 96 amino acids; β gồm 120 amino acids

Phát triển nang trứng và quá trình rụng trứng, tăng sản xuất estrogen; hoạt động trên tế bào sertoli của ống sinh tinh để làm tăng sự sản sinh tinh trùng

 

Hormones & Peptides vùng hạ đồi (hypothalamus)

Orexins

2 peptides xuất phát từ một tiền protein (preproprotein); orexin A gồm 33 amino acids, orexin B gồm 28 amino acids

Đóng vai trò quan trọng trong hướng cảm xúc và động lực của hành vi ăn uống, tăng tiêu thụ thức ăn (orexigenic) đó là nguồn gốc tên của peptide này; tăng sự mất ngủ và ngăn chặn giấc ngủ REM.

Melanin-concentrating hormone, MCH

peptide gồm 19 amino acid tuần hoàn

Hormone orexigenic quan trọng ( kích thích sự thèm ăn)

Neuropeptide Y, NPY

36 amino acids, 5 thụ thể gọi là các thụ thể Y

Ảnh hưởng trên chức năng vùng dưới đồi trong sự thèm ăn, điều khiển hành vi ăn uống và cân bằng năng lượng nội môi, giảm lượng thức ăn vào cơ thể.

Yếu tố giải phóng corticotropin Corticotropin-releasing factor (CRF or CRH)

Protein gồm 41 amino acids

Hoạt động trên corticotrope để giải phóng ACTH β-endorphin (lipotropin)

Yếu tố giải phóng gonadotropin Gonadotropin-releasing factor (GnRF or GnRH)

Polypeptide gồm 10 amino acids

Hoạt động trên gonadotrope để giải phóng LH and FSH

Yếu tố giải phóng prolactin

Prolactin-releasing factor (PRF)

Có thể là TRH

Hoạt động trên lactotrope để giải phóng prolactin

Yếu tố ức chế giải phóng prolactin

Prolactin-release inhibiting factor (PIF or PIH)

Là một dopamine dẫn truyền thần kinh

Hoạt động trên lactotrope để ức chế giải phóng prolactin

Yếu tố giải phóng hormone tăng trưởng

Growth hormone-releasing factor (GRF or GRH)

Protein gồm 40 and 44 amino acids

Kích thích tiết GH

Somatostatin (SIF, cũng được gọi là yếu tố ức chế giải phóng hormone tăng trưởng (growth hormone-release inhibiting factor, GIF)

Polypeptide gồm 14 and 28 amino acids

c chế tiết GH TSH

yếu tố giải phóng thyrotropin

Thyrotropin-releasing factor (TRH or TRF)

Peptide gồm 3 amino acids:EHP

Kích thích tiết TSH prolactin

 

Hormones tuyến giáp

Thyroxine and triiodothyronine

iodinated dityrosin derivatives

Đáp ứng với TSH và kích thích quá trình oxy hóa trong tế bào

Calcitonin

protein gồm 32 amino acids

được sản xuất ở tế bào cận nang tuyến giáp, điều hòa chuyển hóa Ca2+  Pi

Calcitonin gene-related peptide (CGRP)

Protein gồm 37 amino acids, là sản phẩm có nguồn gốc từ gene calcitonin product of the calcitonin gene derived bởi sự ghép nối xen kẽ nhau của tiền thân mRNA trong não.

Hoạt động như là chất gây giãn mạch

 

Hormone cận giáp (Parathyroid hormone)

hormone cận giáp

Parathyroid hormone (PTH)

Protein gồm 84 amino acids

điều hòa chuyển hóa Ca2+ and Pi , kích thích tái hấp thu ở xương do đó làm tăng [Ca2+] trong huyết tương, kích thích tiết Pi bởi  thận

 

Hormones của mô mỡ

Leptin

167 amino acid tiền thân của 146 amino acids đã được xử lý

Điều hòa trọng lượng cơ thể bằng cách hạn chế thức ăn vào và gia tăng tiêu thụ năng lượng, điều hòa trục thần kinh nội tiết, đáp ứng viêm, huyết áp và khối lượng xương

Adiponectin

244 amino acid protein với 4 miền chức năng riêng biệt

Hoạt động sinh học chính là gia tăng sự nhạy cảm insulin và oxy hóa acid béo

Resistin

108 amino acid tiền protein trong cơ thể

Gây ra sự đề kháng insulin

 

Hormones and Peptides ở ruột

Bombesin, cũng được gọi là neuromedin B và peptide giải phóng gastrin

14 amino acids

Kích thích giải phóng gastrin CCK

Glucagon-like peptide 1 (GLP-1) formerly called enteroglucagon

2 dạng : 31 amino acids, GLP-1(7-37) 30 amino acids, GLP-1(7-36)amide

Có khả năng tiết insulin phụ thuộc glucose, ức chế tiết glucagon, ức chế trống gastric.

Glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP) ban đầu gọi là polypeptide ức chế gastric

polypeptide gồm 42 amino acids

ức chế tiết acid gastric, tăng tiết insulin.

Oxyntomodulin

gồm 37 amino acids, 29 amino acid đầu tiên giống glucagon.

chứa tất cả các amino acid của glucagon (minh họa ở dưới ) ức chế tiết acid gastric trong bữa ăn tương tự như hoạt động của GLP-1 GLP-2; tạo cảm giác no, làm giảm cân và tăng tiêu thụ năng lượng; có ái lực yếu với thụ thể GLP-1 và thụ thể glucagon, có thể hoạt động tương tự glucagon trong gan và tụy.

Ghrelin

28 amino acids dẫn xuất từ  tiền protein ghrelin (preproghrelin protein); acyl hóa trên  Ser3 với n-octanoic acid, dạng không acyl hóa tìm thấy trong tuần hoàn nhưng không có hoạt tính sinh học

Kích thích sự thèm ăn, kích thích giải phóng NPY, điều hòa cân bằng năng lượng nội môi, chuyển hóa glucose, tiết làm trống acid gastric, tiết insulin

Obestatin

23 amino acids dẫn xuất từ preproghrelin protein

hoạt động đối lập với ghrelin trên sự thèm ăn.

Gastrin

17 amino acids

sản xuất ở hang dạ dày, kích thích tiết acid và pepsin, kích thích tiết ở tụy.

Secretin

27 amino acids

được tiết ra từ tá tràng ở pH dưới 4.5, kích thích các tế bào nang tuyến tụy giải phóng  bicarbonate H2O

Cholecystokinin, CCK

Hình dạng nổi trội gồm 33 amino acids

Kích thích co túi mật và tiết mật, tăng tiết các enzym tiêu hóa từ tụy.

Motilin

22 amino acids

điều khiển cơ dạ dày ruột, kích thích giải phóng PP, kích thích co túi mật.

Vasoactive intestinal peptide (VIP)

28 amino acids

sản xuất ở vùng hạ đồi (hypothalamus) và bộ máy GI,  tract,làm dịu GI, ức chế tiết acid và pepsin,hoạt động như một chất dẫn truyền thần kinh trong hệ thống thần kinh tự động ngoại biên, tăng tiết H2O và điện giải từ tụy và ruột

Somatostatin

14 amino acid version

ức chế giải phóng và hoạt động của các peptides ruột,ví dụ như CKK, OXM, PP, gastrin, secretin, motilin, GIP; cũng ức chế tiết insulin và glucagon từ tụy

chất P, một thành viên của họ tachykinin bao gồm neurokinin A (NKA) neurokinin B (NKB)

11 amino acids

chức năng CNS trong đau (CNS function in pain (bộ phận nhận cảm giác đau ), bao gồm phản xạ nôn, kích thích tiết nước bọt, gây ra sự giãn mạch máu; chất đối kháng có các tính chất kháng sự antagonists giảm đau

Polypeptide tuyến tụy

Polypeptide tuyến tụy

(Pancreatic Polypeptide, PP)

36 amino acids

Ngăn chặn việc glucose gây tiết insulin, ức chế tiết bicarbonate protein từ tụy.

Peptide Tyrosine Tyrosine, PYY

36 amino acids

ức chế hoạt động của gastric bằng cách ức chế chất dẫn truyền thần kinh cholinergic, ức chế tiết acid gastric, gây ra cảm giác no.

Neuropeptide Y, NPY

36 amino acids, 5 loại thụ thể được gọi là thụ thể Y.

Tác động trên chức năng vùng dưới đồi trong sự thèm ăn, điều khiển hành vi ăn uống và cân bằng năng lượng nội môi, tăng mức độ đói để tạo điều kiện đưa thức ăn vào.

Amphiregulin

2 peptides: 78 amino acid đã bị cắt và 84 amino acid hình thành với 6 amino acids đầu N thêm vào

Tương đồng với EGF và gắn với thụ thể GEF (EGFR)

 

Hormone tụy

Amylin

37 amino acids, liên kết disulfide nội mạch

Cũng được gọi là amyloid polypeptide (IAPP) cách biệt, sản xuất bởi tế bào β của tuyến tụy, đồng tiết insulin;làm giảm tỉ lệ trống gastric, ngăn chặn lượng thức ăn vào và ngăn chặn sự việc tiết glucagon sau bữa ăn

Insulin

gồm 21 30 amino acids disulfide gắn dipeptide

sản xuất bởi tế bào β của tuyến tụy , tăng hấp thu và sử dụng glucose, tăng tạo lipid , tác động đến quá trình đồng hóa.

Glucagon

polypeptide of 29 amino acids

sản xuất bởi tế bào α tuyến tụy, tăng sử dụng lipid và phân hủy glycogen để làm tăng mức glucose máu.

Pancreatic polypeptide, PP

polypeptide gồm 36 amino acids

Tăng phân hủy glycogen, điều hòa hoạt động dạ dày ruột.

Somatostatin

14 amino acid version

ức chế giải phóng glucagon và somatotropin.

 

Hormone nhau thai

Estrogens

steroids

Duy trì bảo vệ quá trình mang thai

Progestins

steroids

hoạt động tương tự nh progesterone

Chorionic gonadotropin

2 proteins: α is 96 amino acids; β is 147

hoạt động tương tự LH

Chorionic somatomammotropin cũng gọi là lactogen nhau thai

protein gồm 191 amino acids

hoạt động giống như prolactin GH

Relaxin

2 proteins gồm 22 32 amino acids

sản xuất trong hoàng thể buồng trứng, ức chế co cơ tử cung, tăng tiết trong thai kỳ

 

Hormone sinh dục

Estrogens (buồng trứng)

steroids: estradiol và estrone

trưởng thành và chức năng của cơ quan sinh dục thứ hai ở nữ giới

Progestins (buồng trứng)

steroid: progesterone

cấy noãn và duy trì quá trình mang thai

Androgens(tinh hoàn)

steroid: testosterone

trưởng thành và chức năng của cơ quan sinh dục thứ hai ở nam giới

Inhibins A and B

1 protein (α gồm134 amino acids; β gồm 115 116 amino acids)

ức chế tiết FSH

 

Hormone vỏ thượng thận

Glucocorticoids

steroids: cortisol   corticosterone

Tác động đa dạng lên quá trình viêm và tổng hợp protein.

Mineralocorticoids

steroids: aldosterone

Duy trì cân bằng muối

 

Hormone tủy thượng thận

Epinephrine(adrenalin)

dẫn xuất từ tyrosine

classic "fight-or-flight" response,  tăng phân hủy glycogen, sử dụng lipid, co cơ trơn, chức năng tim, tất cả đều gắn với thụ thể (α- and β-adrenergic)

Norepinephrine (noradrenalin)

dẫn xuất từ tyrosine

classic "fight-or-flight" response, sử dụng lipid, lipid mobilization, co tiểu động mạch , hoạt động như là chất dẫn truyền thần kinh trong CNS, được giải phóng từ neurons noradrenergic, gắn với tất cả các thụ thể catecholamine ngoại trừ  β2-adrenergic

 

Hormone gan

Angiotensin II

polypeptide  gồm 8 amino acids dẫn xuất từ angiotensinogen (hiện diện trong mảnh nhỏ α2-globulin ở tương bào) được tách ra bởi enzym renin ở thận để tạo ra decapeptide, angiotensin I, 2 amino acids đầu C sau đó cũng được giải phóng ( bởi hoạt động của enzyme chuyển đổi angiotensin ( angiotensin-converting enzym , ACE) to sản sinh angiotensin II

Chịu trách nhiệm trên sự tăng huyết áp thông qua kích thích tổng hợp và giải phóng aldosterone từ tế bào thượng thận

 

Kidney Hormones

Calcitriol [1,25-(OH)2-vitamin D3]

 dẫn xuất từ  7-dehydrocholesterol

Có trách nhiệm duy trì cân bằng calci phospho nội môi, tăng đưa  Ca2+ vào ruột, điều hòa chất khoáng trong xương.

 

Hormone tim

Atrial natriuretic peptide (ANP)

 một vài peptides hoạt động được tách ra từ một tiền protein gồm 126 amino acid

được giải phóng từ tâm nhĩ của tim để đáp ứng lại việc giảm dung lượng máu, hoạt động trên tế bào vỏ thượng thận làm giảm sản xuất aldosterone, giãn cơ trơn.

 

Hormone tuyến tùng

Melatonin

N-acetyl-5-methoxytryptamine

điều hòa các chuỗi sự kiện xuất hiện 1 lần trong ngày.

 

Tác động tại mô đích:

Hormone là từ được Starling đề xuất năm 1909 để chỉ thị cho secretin được tiết ra từ ruột và đi vào mạch máu để phân biệt với các chất chế tiết từ tế bào tuyến vào các cơ quan của cơ thể (exocrine) qua một ống tuyến. Bảng phân loại trên là cách phân chia theo vị trí hormone mà người ta đã biết cho đến nay, có thể có nhiều cách phân loại hormone. Chẳng hạn như phân chia các hormone theo cấu trúc hóa học: 1) hormone dẫn xuất từ amino acid: các hormone nhóm này có thể như dopamine, catecholamine, và thyroid hormone; (2) neuropeptides phân tử khối nhỏ: như gonadotropin-releasing hormone (GnRH), thyrotropin-releasing hormone (TRH), somatostatin, và vasopressin; (3) proteins phân tử khối lớn: như insulin, luteinizing hormone (LH), và PTH hormone loại này được sản xuất từ các tuyến nội tiết cổ điển; (4) steroid hormones: như cortisol và estrogen tổng hợp từ những tiền chất có cấu trúc cơ bản từ vòng cholesterol hay còn gọi là cyclopentanoperhydrophenanthren; (5) các chất dẫn xuất từ vitamin: như retinoids (vitamin A) và vitamin D. Một số peptide growth factors, tác động cục bộ có thể chia xẻ tác động với những hormone này. Theo một qui luật chung, các dẫn chất của amino acid tương tác với các thụ thể trên bề mặt màng bào tương. Steroids, thyroid hormones, vitamin D, và retinoids là những phân tử ưa mỡ tương tác với thụ thể hòa tan trong bào tương (cortisol) hay hiện diện trong dịch nhân (T3, estrogen).

Hình 31.1: vị trí tác động của hormone và các chất tuong tự tại thụ thể tích hợp trên màng bào tuong. Activin/MIS/BMP: activin/mullerian inhibition substance/bone morphogenic proteins; PRL:prolactin; IGF-1: insulin like growth factor-1. Lưu ý điểm chung trong hoạt động của hormones và các chất tuong tự là hướng tới một gene đích sau khi khởi động lộ trình tín hiệu (xem kỹ mô tả các lộ trình tín hiệu trong bài lộ trình tín hiệu).

Hình 31.2: vị trí tác động tại thụ thể nội bào của steroid hormone. Steroid hormone xâm nhập tế bào xuyên qua hai lớp phospholipid, gắn với thụ thể lưu hành nội bào và chịu tác động của quá trình chaperon, phức hợp SH+thụ thể gắn vào một đoạn DNA là gen mã hóa của một protein, chuyển mã tạo mRNA, dịch mã tạo thành protein đặc hiệu.

Hình 31.3: cơ chế tác động của hai loại hormone có thụ thể lưu hành nội bào. Thụ thể steroid hormone chịu quá trình chaperon trong khi thụ thể thyroid hormone & Retinoids không qua quá trình này. HSP: heat shock protein, HRE: hormone response elelment, RX: retinoid bất kỳ nào đó.  

Như vậy hiệu ứng sinh học của hormone chỉ bộc lộ khi tương tác với thụ thể của nó ở mô đích, để đạt được hiệu quả này hormone và đối tác của nó (thụ thể, lộ trình tín hiệu) phải thỏa đáp những điều kiện sau:1) hormone toàn vẹn hoặc có biến đổi cấu trúc trong quá trình biểu hiện nhưng biến đổi đó không làm hormone mất tính chất gắn kết được với thụ thể, 2) thụ thể phải tiếp nhận được hormone (ligand), 3) không có đột biến bất kỳ gen mã hóa protein nào của lộ trình tín hiệu.

Điều tiết hạ đồi-tuyến yên- tuyến nội tiết ngoại vi

Hình 31.4: cơ chế phản hồi của tuyến sinh dục.

Hình 31.5: phân vùng nội tiết của thùy trước và thùy sau tuyến yên.

Để hormone có thể gắn kết được với thụ thể của nó lệ thuộc rất nhiều vào khả năng duy trì nồng độ ổn định trong huyết tương và điều đó lại hoàn toàn lệ thuộc vào khả năng điều tiết nồng độ của tự thân tuyến chế tiết và trục hạ đồi-tuyến yên. Kiểm soát điều tiết như vậy là hoàn tất một quá trình tích hợp chức năng giữa hệ thần kinh và hệ nội tiết, phương tiện liên lạc giữa hai hệ thống này là những luồng thần kinh nhập và các peptide hormone của trục hạ đồi- tuyến yên. Bảng liệt kê những hormone mà đến nay người ta đã biết cho thấy một sự thật hiển nhiên tầm quan trọng của vùng hypothalamus (dù chỉ chiếm 2% khối lượng bộ não), cả là trung tâm của mọi hoạt động nội tiết. Mọi phương thức liên lạc tế bào đều nhằm hướng tới cứu cánh homeostasis trong đó trục hạ đồi – tuyến yên nắm giữ vai trò điều tiết tổng quát các hoạt động nội tiết. Sự điều tiết hoạt động nội tiết của cơ thể được tiến hành qua hai cơ chế positive & negative feedback (cơ chế phản hồi dương hoặc âm). Hầu hết cơ chế phản hồi đều được nhận biết tại vùng hạ đồi thông qua infundibular tract (bó thần kinh phát xuất rải rác từ hạ đồi hội tụ ở infundibulum còn gọi là phễu hạ đồi đi vào tuyến yên) các neurone ở đây tiết thẳng vào hệ mạch cửa của tuyến yên tại cuống tuyến yên vì thế còn gọi là neuroendocrine. Các neuron nội tiết này chỉ đi vào thùy trước của tuyến yên những neuron phía sau mặc dù cũng mượn đường của infundibular tract lại không tiết vào hệ cửa của tuyến yên mà vào mạng mao mạch của thùy sau tuyến yên. Sự khác biệt này do nguồn gốc phôi khác nhau của thùy trước và thùy sau tuyến yên.

Hình 31.6: phương thức tác động khác biệt lên thùy trước và sau tuyến yên. Các cung phản hồi âm được chia thành 3 loại, cung phản hồi âm dài (long feedback loop): Do hormone tác động ức chế lên vỏ não; cung phản hồi âm nhanh (fast feedback loop) do hormone tác động ức chế lên vùng hạ đồi và cung phản hồi âm ngắn (short feedback loop) do hormone của thùy trước tuyến yên tác động ức chế lên vùng hạ đồi.

Vỏ não còn có thể điều tiết hoạt động nội tiết ở vùng hạ đổi qua cơ chế điện thế động có nghĩa là tạo ra một điện thế cho Ca2+ nhập bào gây phóng thích neurotransmitters của hệ thần kinh trung ương như Ach, Noradrenaline, Dopamine, serotonine, histamine, neuropeptide Y và glutamate. Như vậy, thông tin nhập của hệ nội tiết rất đa dạng và các vòng kiểm soát phản hồi có thể được bật cò từ những lý do tâm lý có nguồn gốc từ những xung động của vùng vỏ não trước trán (prefrontal cortex) hoặc có thể được khởi động trong những cơn động kinh khi các xung động được phóng lên vỏ não từ các tổ chức dưới vỏ như cấu trúc lưới hay thalamus. Cả trong trường hợp stress hay động kinh không chỉ là biểu hiện bằng những triệu chứng tâm thể hoặc co giật mà còn là một sự rối loạn sâu sắc về mặt nội tiết.

Hình 31.7: Minh họa sự điều tiết trục hạ đồi - tuyến yên-growth hormone. Growth hormone (GH) chế tiết từ tuyến yên dưới sự kích thích của Growth hormone–releasing hormone (GHRH) và ức chế bởi somatostatin (SRIF-somatotropin releasing inhibiting factor). Kiểm soát ức chế phản hồi âm trên sự chế tiết GH tiến hành ở tuyến yên do insulin-like growth factor loại 1 (IGF-1) và acid béo tự do (FFA) đảm nhận. GH tạo nên cung phản hồi âm ngắn thông qua sự hoạt hóa neuron SRIF trong nhân quanh hạ đồi (hypothalamic periventricular nucleus). Những neuron SRIF này có khớp nối trực tiếp với các neuron GHRH trong nhân cung và chiếu các trục ngang vào median eminence. Những neuron chứa Neuropeptide Y (NPY) trong nhân cung điều biến trực tiếp sự phóng thích GH bằng cách tích hợp các tín hiệu nhập như nồng độ GH ngoại vi, leptin, và ghrelin và  phóng chiếu đến các neuron SRIF ở vùng quanh não thất. Ghrelin được chế tiết từ dạ dày được cho là một ligand tự nhiên cho thụ thể kích thích sự chế tiết GH (GH secretagogue) ở cả hạ đồi lẫn tuyến yên. Căn cứ trên những dữ kiện dược lý gián tiếp, phóng thích GHRH còn được kích thích bởi galanin, γ-aminobutyric acid (GABA), α 2-adrenergic , và đường dopaminergic nhập và ức chế bởi somatostatin. Chế tiết somatostatin bị ức chế do ligand của các thụ thể muscarinic của cetylcholine(Ach) và thụ thể 5-HT-1d và gia tăng do kích thích thụ thể β2-adrenergic và corticotropin-releasing hormone(CRH). CNS, central nervous system; DA,dopamine; 5-HT,serotonin.(William’s textbook of endocrinology,12nd edition)

Vùng hạ đồi điều tiết các hoạt động nội tiết của tuyến yên theo hai phương thức khác biệt: 1) tại thùy trước các neron hạ đồi phóng thích những chất hóa học trung gian thường được gọi là releasing hormones (peptide hormone) các chất hóa học này làm phóng thích những hormone được tổng hợp trong các tế bào tuyến ở thùy trước tuyến yên. 2) ở thùy sau tuyến yên các neuron chuyển vận các nội tiết tố đã được tổng hợp trong các túi tồn trữ dọc theo trục thần kinh và phóng thích vào mạng mao mạch. Sự khác biệt ở nguồn gốc phôi và cách tác động lên tuyến yên là nguyên nhân tạo ra tên gọi của thùy trước và thùy sau tuyến yên: adenohypophysis và neurohypophysis.

Tất cả những cung điều tiết phức tạp của hạ đồi - tuyến yên - tuyến nội tiết ngoại vi đều có thể triển khai từ sơ đồ đơn giản trên. Vấn đề còn lại là thêm thắt những chi tiết đặc thù của từng đường điều tiết cụ thể. Bất kỳ một cung điều tiết nào cũng có 2 yếu tố chủ chốt:1) các phần tử nội tại của cung điều tiết.2) các thông tin điều biến ngoại lai.

Hormone còn là những phân tử tín hiệu (signaling molecules) trong đó ngoài vai trò chuyển hóa còn đảm nhận thêm vai trò của yếu tố tăng trưởng (growth factor), vai trò hormone hoạt động theo cách endocrine trong khi vai trò yếu tố tăng trưởng theo cách paracrine (xem thêm trong bài liên lạc tế bào). Với hai vai trò khác nhau này một hormone hoạt hóa các lộ trình tín hiệu khác nhau: 1. Khởi động một hay nhiều lộ trình tín hiệu để cho đáp ứng sinh học của tế bào (hormone). 2. Hoạt động như những transcription factor để tạo ra những protein đặc hiệu tại một mô cụ thể nào đó (growth factor chẳng hạn). Tác động của một hormone nào đó không do tự thân nó quyết định mà do mô đích của nó biểu hiện loại thụ thể nào và khởi động lộ trình tín hiệu nào. Nhận thức này có thể khó hiểu hay thậm chí vô nghĩa nếu quan niệm một cách “hẹp hòi”, thí dụ như insulin để chuyển hóa năng lượng, thật ra insulin còn nhiều chức năng khác như chống hiện tượng apoptosis ở tế bào cơ tim và tiến trình suy tim đã có tiền đề từ khi xuất hiện kháng insulin chứ không phải đơn thuần chỉ là hậu quả của bệnh mạch máu trong tiểu đường loại II. Thí dụ khác là IGF-1 một polypeptide phóng thích chủ yếu từ gan và một số mô khác vào máu (endocrine) kiểm soát sự phóng thích Growth hormone và tại chổ theo cách paracrine gây tăng sinh tế bào gan. Testosterone hoạt động endocrine là chuyển hóa nhưng hoạt động paracrine là gây sinh tinh trùng.

Hình 31.8: minh họa chức năng chuyển hóa và sinh tinh trùng.

Vai trò genetics và epigenetics trên gene mã hóa hormone

Càng ngày người ta càng phát hiện thêm nhiều nucleotide đơn đa hình (single nucleotide polymorphism-SNP) trong bộ gene người nhất là các gen mã hóa peptide hormone. Do đó trong thực tế có rất nhiều biến tướng của các chuỗi gen mã hóa các thụ thể cũng như các peptide hormone đặc biệt là nhóm thụ thể kết hợp với protein G (G protein couple receptor) cũng như nhóm thụ thể tyrosine kinase sự đáp ứng với cả hormone nội sinh lẫn thuốc rất biến động và là thử thách rất lớn cho Y học. SNP, thụ thể và peptide hormone là sản phẩm của genetics và epigenetics tạo nên sự biến đổi đa dạng phức tạp của phenotype trong từng thời điểm thích ứng với sự sống. Biểu hiện phenotype trong từng thời điểm là sự thích ứng của nội môi trường với ngoại môi trường, hiển nhiên là sự thích ứng này có 2 chiều hướng thành công hoặc thất bại tùy theo sụ biểu hiện gen.  

Hình 31.9: Minh họa sự tổng hợp polypeptide hormone trong tế bào.

Tiến trình tổng hợp polypeptide hormones. Bước đầu tiên để có thể cho RNA polymerase tiếp cận với DNA phải có cự tách rời chuỗi DNA quấn chặt vào phức hợp histone (nucleosome), để có thể thực hiện bước này cần enzyme Histone Acetyl Transferase (HAT). Sự giải xoắn DNA là bước điều biến quan trọng của hiện tượng epigenetic. Khi đã tiếp cận được với DNA ARN polymerase thục hiện sự chuyển mã (transcription) mRNA non (mRNA precursor), mRNA non sẽ được loại trừ những đoạn RNA không mã hóa sau đó nối các đoạn RNA mã hóa lại, tiến trình này gọi là splicing hay rejoining. Chỉ sau giai đoạn này mRNA mới thật sự mã hóa cho một peptide sẽ được tạo ra. Lúc này mRNA được chuyển vận ra khỏi nhân vào bào tương và gắn 7-methyl Guanosine Triphosphate vào đầu 3’ gọi là mũ (cap) ở đầu 5’ được gắn thêm nhiều phân tử Adenine nên còn gọi là polyA tail (đuôi nhiều Adenine), các hoạt động hóa học này nhằm bảo vệ mRNA khỏi sự thủy phân của nuclease. Khi mRNA gắn vào phần 30s của ribosome quá trình dịch mã (translation) chỉ tổng hợp một đoạn peptide ngắn từ 12-30 aa trong bào tương gọi là chuỗi tín hiệu (signal sequence) sau đó phức hợp ribosome gắn lên màng của hệ võng nội bào sự tổng hợp peptide tiến hành trong lòng võng nội bào, chuỗi peptide mới sinh và chuỗi tín hiệu được gọi là preprohormone. Sau khi hoàn tất quá trình dịch mã, chuỗi polypeptide tách rời khỏi ribosome lúc này được gọi là prohormone, chỉ khi chuyển sang phần cis của bộ Golgi chuỗi tín hiệu mới được cắt khỏi phần còn lại của chuỗi peptide hoàn tất được họi là hormone trưởng thành. Tóm lại quá trình biểu hiện của một hormone có 4 giai đoạn chính:1) giải xoắn DNA mã hóa hormone. 2) chuyển mã DNA thành mRNA. 3) dịch mã mRNA thành một peptide tương ứng. 4) biến đổi sau dịch mã để trở thành hormone trưởng thành. Giai đoạn 1 là một tiến trình epigenetic.    

Hình 31.10: minh họa 2 cấu hình của preprohomone. Cấu hình 1: một preprohormone đơn giản chỉ gồm chuỗi tín hiệu sẽ bị cắt bỏ và một chuỗi peptide có hoạt tính sinh học. Cấu hình 2: một preprohormone với nhiều chuỗi peptide có hoạt tính sinh học gồm chuỗi tín hiệu, chuỗi không hoạt tính (cryptic), chuỗi cách (spacer) và chuỗi hoạt tính (bioactive).

Hình 31.11: cấu trúc sơ khởi của một số prohormone. Các prohormone cần loại bỏ các đoạn peptide trắng mới có hoạt tính như proinsulin cần loại bỏ đoạn C gọi là C-peptide đoạn này chỉ xuất hiện khi có một phân tử insulin hoạt tính hình thành do đó có thể định lượng C-peptide để biết số lượng thật của insulin vì phân tử C này có thời gian bán hủy lâu hơn insulin.

Như vậy tiến trình epigenetic không có liên quan gì với sự thay đổi trong nội tại một gene nhưng lại quyết định gene đó có thể được biểu hiện hay không xuyên qua phản ứng acetyl hóa histone do HAT. Chi tiết về vấn đề này đã đề cập ở chương genetics & epigenetics, lộ trình tín hiệu nội bào.

 

 

Sửa lần cuối ngày 21/9/2012 - www.docsachysinh.com  

 Hãy cùng nhau chung tay xây dựng cộng đồng Y sinh học của Việt Nam bằng tri thức khoa học!

Diễn đàn Đọc sách Y Sinh