background image
HORMONLAR VE RESEPTÖRLERE
GENEL BAKIfi
Tüm canl> sistemlerinde iletiflim esast>r. Çevrenin yeterince keskin
alg>lanmas> ve uygun koordine cevaplar>n verilmesi birbiriyle s>k> ile-
tiflim içindeki sinir sistemi ve endokrin sistemlerine ba¤l>d>r. Sinir sis-
temi fonksiyonlar> hormonlarla düzenlenirken endokrin sistem de
santral olarak sinir sistemi taraf>ndan kontrol edilir. Döllenmifl yumur-
tadan eriflkin forma kadar geliflme ve üreme sikluslar> ile homeostatik
mekanizmalar için hücreler aras> iletiflime ihtiyaç vard>r. Özelleflmifl
kimyasal mesajc>lar olarak hormonlar bir hücreden di¤erine bilgi tafl>-
yarak homeostatik adaptasyon, büyüme, geliflme ve üremeyi koordine
eder. Hormonlar, Latince tetiklemek anlam>na gelen bir kökten türetil-
mifl olup, allosterik proteinler olan reseptörlere yüksek afinite ile ba¤-
lan>rlar. Reseptör proteinlerin iki temel fonksiyonel özellikleri vard>r:
(1) Yüksek özgüllük ve afinite ile hormon ba¤layan tan>ma bölgesi, (2)
Al>nan bilgiyi biyokimyasal bir mesaja dönüfltüren aktivite bölgesi.
Allosterik reseptör proteinleri çeflitli konformasyonel durumlar gelifl-
tirmifl olup, hormon ba¤lanmas> ile bu konformasyonel de¤ifliklikler-
den aktif olan forma dönüflürler. Hormonlar>n etki mekanizmalar>nda
ilk süreç hormon ve reseptör konsantrasyonlar> ile reseptör afinitesine
ba¤l> bir bimoleküler reaksiyondur.
Hormon ve reseptör konsantrasyonlar>n> kontrol eden faktörler
hücre, organ ve organizman>n tümünün biyolojik yan>tlar>n> belirler.
Hormonlar>n ço¤u özelleflmifl bezlerde üretilir ve sentez yerlerin-
den uzakta olan hedef doku ve hücrelere tafl>n>r. Hedef hücrelere ula-
flan efektif hormon konsantrasyonu, hormon sentez ve sekresyonu ka-
dar hormonun metabolik inaktivasyonunu ve transportunu düzenle-
yen faktörler taraf>ndan belirlenmektedir. Hormon üretimini bozan
endokrin bez hastal>klar> yetmezlik durumlar>na yol açarken, üretimi
art>ran hastal>klar ise fazlal>k durumlar>na neden olur. Aktif hormon
reseptör kompleksinin oluflumunda reseptör ekspresyonu da oldukça
önemlidir. Reseptörleri bozan genetik veya kazan>lm>fl hastal>klar
kompansetuar hormon art>fl>na ra¤men yetmezlik tablosu oluflturur-
lar. Artm>fl reseptör ekspresyonu ya da yap>sal aktivasyon hormon
fazlal>l>¤> durumu ile sonuçlan>r.
Hormonlar yaln>zca özelleflmifl iç salg> bezlerinden de¤il tüm vü-
cutta bulunan çeflitli hücrelerden de sal>nabilir. Hipotalamus da üreti-
len nörohormonlar tüm santral sinir sistemi genelinde de sal>narak nö-
ronal fonksiyonlar> modüle eder. Gastrointestinal hormonlar, santral
sinir siteminde de sentezlenir. Hematopoetik ve immune sistem hüc-
relerinin yap>m>n> ve olgunlaflmas>n> kontrol eden hormonlar endote-
liyal ve mezenkimal hücrelerde de sentezlenirler. Büyümeyi bask>la-
yan ve uyaran hormonlar, makrofajlar ve mezenkimal hücrelerde de
sentezlenir. Bu sinyal moleküllerinin ço¤u, dolafl>ma kar>flarak uzak
organlara etki edip, endokrin etki sergilemeseler de; komflu hücreler
(parakrin etki) üzerinde veya sentez kayna¤> olan hücrenin kendisi
(otokrin etki) üzerinde etki oluflturabilir. Hücre-hücre iletiflim sistem-
lerinde oldu¤u gibi geliflim sürecinde de hücre yüzey hormonlar>,
komflu hücre yüzeyindeki bir reseptör ile etkileflebilir.
Sinyalin gelifl mesafesinden ba¤>ms>z olarak tüm endokrin sistem,
benzer hormon iletiflim sistemleri üzerinden çal>fl>r.
HORMONLARIN ETK< MEKAN
1). Peptid hormonlar büyük protein moleküllerinin bir parças> olarak
sentezlenip, salg>lanmaya haz>r olan daha küçük proteinler haline ge-
lecek flekilde iflleme tabi tutulurlar. Hücre yüzeyinde yerleflik ba¤lama
ve tan>ma bölgeleri ile hücre iç yüzüne bakan aktivite bölümlerinden
oluflan reseptörlere ba¤lanarak etki gösterirler. Aktiflefltirilmifl hücre
yüzey reseptörleri sinyal bilgilerini iletmek üzere çeflitli stratejiler kul-
lan>rlar, s>kl>kla moleküler bilgiyi fliddetlendiren ve yayan ikincil me-
sajc>lar> uyar>rlar. Peptid hormonlar s>kl>kla proteinlerin fosforilasyo-
nunu regüle ederek sinyal olufltururlar. Proteinlerin kovelent olarak
modifiye edildi¤i bu süreçte bir fosfat grubu ATP arac>l>¤>yla proteine
devredilir. Böylece peptid hormon, mevcut hücre enzimlerinin konfor-
masyonlar>n>, dolay>s>yla da fonksiyonlar>n> de¤ifltirir. Ayr>ca, bir de-
receye kadar gen transkripsiyonlar>nda baz> yavafl de¤iflikliklere yol
açarak enzim proteinlerinin konsantrasyonlar>n> da kontrol ederler.
Biyojenik aminler peptid hormonlar gibi etki gösterirler ve hücre yü-
zey reseptörlerine ba¤lan>rlar.
Steroit hormonlar, kolesterol öncülünden sentezlenir. Tiroid hor-
monlar>, retinoik asit(vitamin A), vitamin D ayr> yolaklarda sentezle-
nirler, fakat steroid hormonlarla ayn> reseptör ailesi üzerinde etki gös-
terirler. Bu grup hormonlar, hedef genlerin transkripsiyonlar>n> kon-
trol eden bölgelerdeki DNA'ya ba¤lanan yap>sal reseptörler üzerinden
etki gösterirler. Özellikle enzimler olmak üzere hücresel proteinlerin
konsantrasyonunu, dolay>s>yla fizyolojik yan>t>n alt>nda yatan meta-
bolik aktiviteyi de¤ifltirirler.
Hormon Ba¤lanmas> ve Sinyal
Peptid hormon reseptörleri, üç genel yap> özelliklerinden birini
sergiler (fiekil 240-2): (1) Membran> geçen yedili yap>: Tan>ma bölgesi,
membran> geçen heliksler aras>ndaki d>fl sekanslardan oluflur, aktivite
bölgesi ise hücre içindeki interhelikal bölgelerden oluflur. (2) Membra-
n> geçen tekli helikal yap>: ma
bölgesi ile stoplazmik parçay> birbirinden ay>ran helikal yap>d>r. (3)
Membran> geçen tekli heliks: Membran> geçen yedili yap>da oldu¤u
gibi, ikincil mesajc> sistemlerle eflleflmifl bir heliks, tan>ma bölgesi ile
intraselüler parçay> birbirinden ay>r>r. Ba¤lan>lm>fl protein yap>, intra-
selüler tirozin kinaz ya da baflka bir enzim olabilir.
Hormon ligandlar> ile reseptörler yüksek afinite ile ba¤lan>rlar
(denge sabiti [KD] nanomolardan pikomolara kadar de¤iflir), böylece
dolaflan pek çok ekstraselüler protein aras>ndan düflük konsantras-
yondaki hormonlar arac>l>¤>yla tafl>nan bilgiyi deflifre edecek özgüllük
sa¤lanm>fl olur. Peptid hormon ba¤lanmas>yla gerçekleflen konformas-
yonel de¤ifliklikler, hücre yüzeyindeki reseptörleri uyar>r. Hücre yü-
zeyinden reseptörlerin uzaklaflt>r>lmas> downregülasyon'a yol açarak
yan>t> hafifletir. Hücre sinyal sistemlerinde, bafllang>ca ait ba¤lanma
afiniteleri ve doz cevap e¤rileri benzerdir. Biyolojik yan>tlar her biri
kendi afinitesi ile gerçekleflen bir seri amflifikasyonlar üzerinden yü-
rür. Sonuçta ilk yan>t>n aktivasyonu ve ba¤lanmadan daha hassas bir
doz cevap e¤risi oluflur. Böylece, düflük hormon konsantrasyonlar>nda
reseptörlerin %10'u veya daha az>n>n ba¤lanmas>yla tam bir biyolojik
yan>t elde edilir. Bu özellik, hormon konsantrasyonlar>ndaki küçük
de¤iflikliklere karfl> yüksek bir duyarl>l>k anlam>na gelir. Hormanlarca
indüklenen downregülasyon, hücre yüzeyindeki reseptörlerin %90'>n>
ortadan kald>rabilir. Böylece, hücre ilk hormon konsantrasyonlar>na
duyars>z k>l>nm>fl fakat gere¤inde on kat art>flla kalan %10 reseptörü
uyararak tam bir biyolojik yan>t>n al>nmas>na zemin haz>rlanm>flt>r. Bu
yan>t sistemi, ilk koflullara duyarl>l>¤> yükseltirken yüksek hormon ya-
n>tlar>na karfl> downregülasyon ile bir tampon oluflturur fakat uyar>-
n>n yeterince güçlü oldu¤u durumlar için de bir rezervi temin eder.
Membran yüzeyinde reseptörler hareketlidir. Ligand ba¤lanmas>
yaln>zca sinyal oluflturmaz, hücre yüzeyinden reseptörleri de uzaklafl-
t>rarak bir downregülasyon'a yol açar. Rodopsin ve andrenerjik resep-
törlerde oldu¤u üzere, ligand ba¤lanmas> ile reseptörler, hücre içinde-
ki proteinlerle etkileflerek intraselüler kompartmanda sekestre olurlar.
ba¤lanma, klatrin kapl> kanallarda endositozu tetikleyerek lizozomal
y>k>ma yol açabilir. Hücre yüzey reseptör konsantrasyonlar>, sentez ve
afiniteyi kontrol eden baz> sinyallerlin belirledi¤i hormon ligand etki-
leflimi taraf>ndan kontrol edilir. Reseptör konsantrasyonlar> hücrenin
yan>t durumunu belirler. Antogonistler reseptörlere ba¤lan>rlar fakat
genellikle desensitizasyon oluflturmazlar. Antogonistler ba¤land>klar>
yerden ayr>ld>klar>nda reseptör konsantrasyonlar> yükselir ve hücrele-
rin hormon maruziyetine yan>t verebilirli¤i artar. Reseptör konsan-
trasyonlar> üzerindeki etkiler klinik olarak upregülasyon (örne¤in, ani
betabülakör kesilmesini takiben ortaya ç>kan afl>r> adrenerjik yan>t) ve
downregülasyon (örne¤in tip 2 DM'deki insülin direnci) seklinde orta-
ya ç>kar. Hormonlar, birbirlerinin etkilerini reseptör sentezini modifi-
ye ederek de¤ifltirebilirler.
Baz> hücre yüzey reseptörleri bilgi tafl>mak yerine nütriyent sunu-
cu olarak görev yapar. Bu moleküller LDL reseptörleri, transferin re-
K>s>m XVIII
Endokrinoloji
Bölüm 240
Endokrinin Prensipleri
1655
240
ENDOKR
Gordon N. Gill ve David R. Clemmons