2. Действие на плазматическую мембрану
На плазматических мембранах клеток, чувствительных к тироидным гормонам, обнаружены высокоаффинные участки связывния Тз
стимуляция транспорта аминокислот - основной эффект, наблюдаемый после введения Тз ; этот ответ возникает очень быстро и не требует синтеза РНК или белка (кратковременный эффект).
Активность Na+, K+ АТФазы (обеспечивает транспорт ионов за счет энергии АТФ),
при гипотирозе СНИЖАЕТСЯ
при гипертирозе ПОВЫШАЕТСЯ
( скорость включения меченых аминокислот в обе субъединицы фермента наиболее высока при ГИПЕРТИРОЗЕ, и минимальна - при ГИПОТИРОЗЕ.
Тз повышает скорость синтеза мРНК для Na+, K+ АТФазы;
степень занятости ядерных рецепторов Тз коррелирует с повышением активности Na+, K+ АТФазы, вызванным Тз).
3. Действие на митохондрии
Кратковременные эффекты
(не требуют ни синтеза белка, ни транскрипции генов):
В митоходриях найдены рецепторы к Т3.
После введения Тз наблюдается резкое набухание митохондрий.
Как при гипо-, так и при гипертирозе (в чувствительных к тироидным гормонам клетках) общая масса митохондрий увеличивается, но
концентрация окислительных ферментов на единицу митохондриальной массы при гипотиреозе СНИЖЕНА при гипертирозе ПОВЫШЕНА.
Транспорт АДФ в митохондрии
при гипотирозе ПОНИЖЕН, при гипертирозе - УВЕЛИЧЕН.
Показано, что Тз связывается с транслоказой адениновых нуклеотидов
[этот переносчик АДФ в митохондрии играет важнейшую роль в регуляции скорости окислительного фосфорилирования].
Роль митохондрий в регуляции метаболизма. Акцепторный контроль дыхания, (Ленинджер, 1974)
В дышащих митохондриях скорость переноса электронов (а значит и скорость образования АТФ) определяется - В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ - относительными концентрациями АДФ, АТФ и фосфата во внешней среде, но не концентрацией субстратов дыхания (например, пирувата).
В условиях избытка дыхательного субстрата максимальная скорость потребления кислорода достигается
при высокой концентрации АДФ
при высокой концентрации фосфата
при низкой концентрации АТФ.
Из этих трех компонентов наибольшее влияние на скорость дыхания оказывает концентрация АДФ (митохондрии обладают особенно сильным сродством именно к АДФ).
В условиях избытка субстрата добавление даже незначительных количеств АДФ (уже при 0.02 мМ) сразу доводит скорость дыхания до максимальной. Эта скорость дыхания сохраняется до тех пор пока весь АДФ не фосфорилируется в АТФ, после чего скорость потребления кислорода резко снижается до уровня, соответствующего состоянию покоя.
Это явление (изменение скорости дыхания с изменением концентрации АДФ) называют акцепторным контролем дыхания.
Долговременные эффекты
(опосредуются повышением скорости образования специфических м РНК)
активность окислительных ферментов (СДГ, цитохромоксидазы) при гипотирозе СНИЖЕНА при гипертирозе ПОВЫШЕНА
Тз и Т4 вызывают избирательное повышение активности митохондриальной ГФДГ В НЕСКОЛЬКО РАЗ (ГФДГ - флавопротеид, участвующий в работе
глицерофосфатного челночного механизма).
ГЛИЦЕРОФОСФАТНЫЙ ЧЕЛНОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ: введение электронов, отнимаемых от цитоплазматического НАД.Н, во внутримитохондриальную цепь переноса электронов.
Известно, что митохондриальные мембраны непроницаемы для молекул НАД.Н, НАДФ.Н и их окисленных форм, НАД+ и НАДФ+. Другими словами, митохондриальная мембрана - надежный барьер, разделяющий цитоплазматический и внутримитохондриальный пулы НАД.Н.
Поскольку многие цитоплазматические НАД-зависимые дегидрогеназы (лактат-, малат-, глицеральдегидфосфат-) способны восстанавливать цитоплазматический НАД+ , представлятся существенным вопрос:
может ли цитоплазматический НАД.Н, образовавшийся в результате действия внемитохондриальных дегидрогеназ, окисляться до НАД за счет внутримитохондриальной цепи переноса электронов?
Хотя сами молекулы внемитохондриального НАД.Н не способны проникать через митохондриальную мембрану, НО отдаваемые ими электроны могут включаться в митохондриальную цепь переноса электронов непрямо - через челночный механизм.
Глицерофосфатный челночный механизм
Цитоплазматический НАД.Н реагирует с цитоплазматическим диоксиацетонфосфатом (промежуточный продукт гликолиза) с образованием L-глицерол-3-фосфата при участии
НАД-зависимой цитоплазматической глицерофосфат - ДГ.
Диоксиацетонфосфат + НАД.Н L-глицерол-3-фосфат + НАД+
Образовавшийся 3глицерол-3-фосфат легко проникает через митохондриальную мембрану.
Внутри митохондрии внутримитохондриальная (не НАД-зависимый, а флавиновый фермент)
Глицерофосфат- ДГ снова окисляет 3глицерол-3-фосфат до оксиацетонфосфата1, при этом простетическая флавиновая группа фермента восстанавливается:
Глицерол-3-фосфат + ФП Диоксиацетонфосфат + ФП.Н2
Диоксиацетонфосфат выходит из митохондрий в цитоплазму, где может акцептировать электроны от другой молекулы внемитохондриального НАД.Н.
Восстановленный флавопротеид (ФП.Н2 ) вводит приобретенную им пару электронов в цепь переноса электронов на уровне КоQ, что обеспечивает при переходе к кислороду окислительное фосфорилирование двух молей АДФ.