Рецепторы

Интеграция ответных реакций клетки-мишени, индуцированных гормональным воздействием

Интегративные процессы, которые характеризуют функционирование эндокринной системы, проявляются не только во время синтеза гормонов, но и в ответе тканей-мишеней на эти гормоны. Выражаясь конкретнее, биологический процесс, стимулированный одним гормоном, может быть модифицирован при воздействии другого гормона. Такая интегрированная чувствительность клетки может быть проиллюстрирована феноменами пермиссивности, синергизма и антагонизма. Синергизм, который часто называют еще потенцированием, имеет место, когда два различных гормона стимулируют один и тот же процесс в клетке-мишени. В этом случае клеточная реакция при совместном воздействии двух гормонов превышает ту, которую можно было бы ожидать в случае простого суммирования эффектов индивидуального воздействия каждого из этих гормонов. Чтобы проиллюстрировать это явление, рассмотрим воздействие гормона роста и кортизола на адипоциты. Оба фермента стимулируют липолизв клетках жировой ткани, однако при совместном воздействии скорость расщепления адипоцитов намного выше, чем если бы эти гормоны воздействовали но отдельности и их индивидуальный эффект суммировался простым сложением.

В случае пермиссивности связывание одного гормона с клеткой-мишенью должно предшествовать связыванию другого, чтобы последний мог стимулировать биологический ответ в клетках-мишенях. В этом случае говорят, что первый гормон оказывает на клетку-мишень пермиссивное воздействие, т. е. позволяет ей реагировать на второй гормон. Подобное явление можно наблюдать во многих типах клеток-мишеней, когда связывание тиреоидного гормона обеспечивает возможность воздействия па эти клетки адреналина. И наконец, антагонизм наблюдается в ситуации, когда влияние одного гормона противодействует другому и эффективно ослабляет или даже устраняет последствия его воздействия па клетку-мишень. Примером подобного взаимодействия является гормон роста, который препятствует проявлению эффектов инсулина при совместном воздействии на их общие ткани-мишени, т. е. связывание гормона роста нарушает способность инсулина стимулировать поглощение глюкозы и синтез гликогена в клетках печени и скелетных мышц.

Примечания[править | править код]

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Receptor_(biochemistry)
  2. http://femto.com.ua/articles/part_2/2483.html
  3. http://en.wikipedia.org/wiki/Receptor_(biochemistry)
  4. David Julius and Allan Basbaum. Molecular mechanisms of nociception. Nature 413, 203-210 (13 September 2001)
  5. Halata Z., Grim M., Baumann K. I.  Friedrich Sigmund Merkel and his “Merkel cell”, morphology, development, and physiology: Review and new results // The Anatomical Record, 2003, 271A (1). (см. ISBN )
    — P. 225—239. — Wallace P.R..
  6. Halata Z., Baumann K. I., Grim M.  Merkel Nerve Endings Functioning as Mechanoreceptors in Vertebrates // The Merkel Cell: Structure — Development — Function — Cancerogenesis / Baumann K. I., Halata Z., Moll I. (Eds.). — Berlin, Heidelberg: Springer Verlag, 2003. — xiv + 248 p. — ISBN 978-3-642-05574-4. (см. ISBN )
    — P. 3—6.
  7. Paus R., Cotsarelis G.  The Biology of Hair Follicles // The New England Journal of Medicine, 1999, 341 (7). (см. ISBN )
    — P. 491—497. — Wallace P.R..
  8. http://www.conesandcolor.net/home.htm
  9. Schacter,Gilbert, Wegner, «Psychology», New York: Worth Publishers,2009.
  10. Teif V.B. (2005). «Ligand-induced DNA condensation: choosing the model». Biophysical Journal 89 (4): 2574–2587. doi:10.1529/biophysj.105.063909. PMID 16085765.

  11. Teif VB, Rippe K. (2010). «Statistical-mechanical lattice models for protein-DNA binding in chromatin.». Journal of Physics: Condensed Matter 22 (41): 414105. doi:10.1088/0953-8984/22/41/414105. PMID 21386588.

  12. https://en.wikipedia.org/wiki/Ligand_(biochemistry)
  13. http://www.ibch.ru/structure/groups/lrcb
  14. https://en.wikipedia.org/wiki/Ampullae_of_Lorenzini

3. Фармакология рецепторов

Как правило, рецепторы способны связываться не только с основными эндогенными лигандами, но и с другими структурно сходными молекулами. Этот факт позволяет использовать экзогенные вещества, связывающиеся с рецепторами и меняющие их состояние, в качестве лекарств или ядов.

Так, например, рецепторы к эндорфинам — нейропептидам, играющим важную роль в модуляции боли и эмоционального состояния, связываются так же с наркотиками группы морфина. Рецептор может иметь, кроме основного участка, или «сайта» связывания со специфичным для этого рецептора гормоном или медиатором, также дополнительные аллостерические регуляторные участки, с которыми связываются другие химические вещества, модулирующие (изменяющие) реакцию рецептора на основной гормональный сигнал — усиливающие или ослабляющие ее, или заменяющие собой основной сигнал. Классическим примером такого рецептора с несколькими участками связывания для разных веществ является рецептор гамма-аминомасляной кислоты подтипа А (ГАМК). Он имеет кроме сайта связывания для самой ГАМК, также сайт связывания с бензодиазепинами («бензодиазепиновый сайт»), сайт связывания с барбитуратами («барбитуратный сайт»), сайт связывания с нейростероидами типа аллопрегненолона («стероидный сайт»).

Многие типы рецепторов могут распознавать одним и тем же участком связывания несколько разных химических веществ, и в зависимости от конкретного присоединившегося вещества находиться более чем в двух пространственных конфигурациях — не только «включено» (гормон на рецепторе) или «выключено» (на рецепторе нет гормона), а еще и в нескольких промежуточных.

Вещество, со 100% вероятностью вызывающее при связывании с рецептором переход рецептора в конфигурацию «100% включено», называется полным агонистом рецептора. Вещество, со 100% вероятностью вызывающее при связывании с рецептором переход его в конфигурацию «100% выключено», называется полным антагонистом рецептора. Вещество, вызывающее переход рецептора в одну из промежуточных конфигураций либо вызывающее изменение состояния рецептора не со 100% вероятностью (то есть часть рецепторов при связывании с этим веществом включится или выключится, а часть — нет), называется частичным агонистом или частичным антагонистом рецептора, в зависимости от преобладания агонистической или антагонистической активности. По отношению к таким веществам используется также термин агонист-антагонист. Вещество, не меняющее состояния рецептора при связывании и лишь пассивно препятствующее связыванию с рецептором гормона или медиатора, называется конкурентным антагонистом, или блокатором рецептора (антагонизм основан не на выключении рецептора, а на блокаде связывания с рецептором его естественного лиганда).

Как правило, если какое-то экзогенное вещество имеет рецепторы внутри организма, то в организме есть и эндогенные лиганды для данного рецептора. Так, например, эндогенными лигандами бензодиазепинового сайта ГАМК-рецептора, с которым связывается синтетический транквилизатор диазепам, также являются особые белки — эндозепины. Эндогенным лигандом каннабиноидных рецепторов, с которыми связываются алкалоиды конопли, является вещество анандамид, производимое организмом из арахидоновой жирной кислоты.

Теории взаимодействия лекарственного средства с рецептором

профессия

Центральная догма рецепторной фармакологии состоит в том, что действие лекарства прямо пропорционально количеству занятых рецепторов. Кроме того, действие лекарственного средства прекращается при диссоциации комплекса лекарственное средство-рецептор.

Ариенс и Стивенсон ввели термины «аффинность» и «эффективность» для описания действия лигандов, связанных с рецепторами.

  • : способность лекарства объединяться с рецептором с образованием комплекса лекарство-рецептор.
  • Эффективность : способность комплекса лекарственное средство-рецептор инициировать ответ.

Показатель

В отличие от принятой теории оккупации, теория скорости предполагает, что активация рецепторов прямо пропорциональна общему числу встреч лекарства с его рецепторами в единицу времени. Фармакологическая активность прямо пропорциональна скорости диссоциации и ассоциации, а не количеству занятых рецепторов:

  • Агонист: препарат с быстрой ассоциацией и быстрой диссоциацией.
  • Частичный агонист: препарат с промежуточной ассоциацией и промежуточной диссоциацией.
  • Антагонист: препарат с быстрой ассоциацией и медленной диссоциацией.

Индуцированная посадка

Когда лекарство приближается к рецептору, рецептор изменяет конформацию своего сайта связывания с образованием комплекса лекарство-рецептор.

Запасные рецепторы

В некоторых рецепторных системах (например, ацетилхолин в нервно-мышечном соединении гладких мышц) агонисты способны вызывать максимальный ответ при очень низких уровнях занятости рецепторов (<1%). Таким образом, эта система имеет запасные рецепторы или рецепторный резерв. Такое расположение обеспечивает экономию производства и выпуска нейротрансмиттеров.

Лиганд (биохимия)[править | править код]

Основная статья: Лиганд (биохимия)

Рис.4. Работа лиганда.

Лаборатория клеточной биологии рецепторов РАНправить | править код

Уникальная научная установка «Система зондово-оптической 3D — трёхмерной корреляционной микроскопии»

Лаборатория, оснащённая современным оборудованием, занимается изучением механизмов функционирования клеточных рецепторов. В настоящее время проводится работа по двум основным направлениям:

Первое связано с исследованием адгезионного нейронального G-белоксопряженного рецептора CIRL. Рецепторы CIRL представляют собой природные гибриды двух классов белков – сигнальных рецепторов и молекул клеточной адгезии. Считается, что эти химерные рецепторы могут быть вовлечены в межклеточные взаимодействия и передачу сигналов, опосредованных G-белками. Однако до сих пор для рецепторов данного семейства не были найдены природные агонисты.

Второе направление связано с исследованием представителя семейства инсулинового рецептора – IRR (insulin receptor-related receptor). К этому семейству принадлежат также инсулиновый рецептор (IR) и рецептор инсулино-подобного фактора роста (IGF-IR). Лигандами рецепторов IR и IGF-IR являются эндогенные пептиды, тогда как для IRR до недавнего времени не удавалось обнаружить лиганд, несмотря на значительные усилия, предпринятые в этом направлении.

Состав

Трансмембранный рецептор: E = внеклеточное пространство; I = внутриклеточное пространство; P = плазматическая мембрана

Структуры рецепторов очень разнообразны и включают, среди прочего, следующие основные категории:

  • Тип 1: ионные каналы, управляемые лигандами (ионотропные рецепторы). Эти рецепторы обычно являются мишенями быстрых нейротрансмиттеров, таких как ацетилхолин (никотиновый) и ГАМК ; активация этих рецепторов приводит к изменениям в движении ионов через мембрану. Они имеют гетеромерную структуру, в которой каждая субъединица состоит из внеклеточного лиганд-связывающего домена и трансмембранного домена, который включает четыре трансмембранных альфа-спирали . Полости, связывающие лиганд, расположены на границе раздела между субъединицами.
  • Тип 2: рецепторы, связанные с G-белком (метаботропные рецепторы) — это самое большое семейство рецепторов, включающее рецепторы для нескольких гормонов и медленных передатчиков, например дофамина, метаботропного глутамата. Они состоят из семи трансмембранных альфа-спиралей. Петли, соединяющие альфа-спирали, образуют внеклеточные и внутриклеточные домены. Сайт связывания для более крупных пептидных лигандов обычно находится во внеклеточном домене, тогда как сайт связывания для более мелких непептидных лигандов часто находится между семью альфа-спиралями и одной внеклеточной петлей. Вышеупомянутые рецепторы связаны с различными внутриклеточными эффекторными системами через G-белки .
  • Тип 3: Связанные с киназой и родственные рецепторы (см. « Рецепторная тирозинкиназа » и « Ферментно-связанный рецептор »). Они состоят из внеклеточного домена, содержащего сайт связывания лиганда, и внутриклеточного домена, часто с ферментативной функцией, связанных посредством единственная трансмембранная альфа-спираль. Рецептора инсулина является примером.
  • Тип 4: Ядерные рецепторы. Хотя они и называются ядерными рецепторами, на самом деле они расположены в цитоплазме и мигрируют в ядро после связывания со своими лигандами. Они состоят из C-концевой области связывания лиганда, основного ДНК-связывающего домена (DBD) и N-концевого домена, который содержит область AF1 (функция активации 1). Центральная область имеет два цинковых пальца, которые отвечают за распознавание последовательностей ДНК, специфичных для этого рецептора. N-конец взаимодействует с другими клеточными факторами транскрипции лиганд-независимым образом; и, в зависимости от этих взаимодействий, он может изменять связывание / активность рецептора. Рецепторы стероидов и тироидных гормонов являются примерами таких рецепторов.

Мембранные рецепторы могут быть выделены из клеточных мембран с помощью сложных процедур экстракции с использованием растворителей , детергентов и / или аффинной очистки .

Структуры и действия рецепторов могут быть изучены с помощью биофизических методов, таких как , ЯМР , круговой дихроизм и интерферометрия с двойной поляризацией . Компьютерное моделирование динамического поведения рецепторов было использовано для понимания механизмов их действия.

Классы рецепторов[править | править код]

Клеточные рецепторы можно разделить на два основных класса — мембранные рецепторы и внутриклеточные рецепторы.

Мембранные рецепторыправить | править код

Основная статья: Трансмембранные рецепторы

Очень часто у белков есть гидрофобные участки, которые взаимодействуют с липидами, и гидрофильные участки, которые находятся на поверхности мембраны клетки, соприкасаясь с водным содержимым клетки. Большинство мембранных рецепторов — именно такие трансмембранные белки.

Многие из мембранных белков-рецепторов связаны с углеводными цепями, то есть представляют собой гликопротеиды. На их свободных поверхностях находятся олигосахаридные цепи (гликозильные группы), похожие на антенны. Такие цепочки, состоящие из нескольких моносахаридных остатков, имеют самые различные формы, что объясняется разнообразием связей между моносахаридными остатками и существованием α- и β-изомеров.

Функция «антенн» — это распознавание внешних сигналов. Распознающие участки двух соседних клеток могут обеспечивать сцепление клеток, связываясь друг с другом. Благодаря этому клетки ориентируются и создают ткани в процессе дифференцировки. Распознающие участки присутствуют и в некоторых молекулах, которые находятся в растворе, благодаря чему они избирательно поглощаются клетками, имеющими комплементарные распознающие участки (так, например, поглощаются ЛПНП с помощью рецепторов ЛПНП).

Два основных класса мембранных рецепторов — это метаботропные рецепторы и ионотропные рецепторы.

Ионотропные рецепторы представляют собой мембранные каналы, открываемые или закрываемые при связывании с лигандом. Возникающие при этом ионные токи вызывают изменения трансмембранной разности потенциалов и, вследствие этого, возбудимости клетки, а также меняют внутриклеточные концентрации ионов, что может вторично приводить к активации систем внутриклеточных посредников. Одним из наиболее полно изученных ионотропных рецепторов является н-холинорецептор.


Структура G-белка, состоящего из трёх типов единиц (гетеротримерного) — αt/αi (голубые), β (красная) и γ (зелёная)

Метаботропные рецепторы связаны с системами внутриклеточных посредников. Изменения их конформации при связывании с лигандом приводит к запуску каскада биохимических реакций, и, в конечном счете, изменению функционального состояния клетки. Основные типы мембранных рецепторов:

  1. Рецепторы, связанные с гетеротримерными G-белками (например, рецептор вазопрессина).
  2. Рецепторы, обладающие внутренней тирозинкиназной активностью (например, рецептор инсулина или рецептор эпидермального фактора роста).

Рецепторы, связанные с G-белками, представляют собой трансмембранные белки, имеющие 7 трансмембранных доменов, внеклеточный N-конец и внутриклеточный C-конец. Сайт связывания с лигандом находится на внеклеточных петлях, домен связывания с G-белком — вблизи C-конца в цитоплазме.

Активация рецептора приводит к тому, что его α-субъединица диссоциирует от βγ-субъединичного комплекса и таким образом активируется. После этого она либо активирует, либо наоборот инактивирует фермент, продуцирующий вторичные посредники.

Рецепторы с тирозинкиназной активностью фосфорилируют последующие внутриклеточные белки, часто тоже являющиеся протеинкиназами, и таким образом передают сигнал внутрь клетки. По структуре это — трансмембранные белки с одним мембранным доменом. Как правило, гомодимеры, субъединицы которых связаны дисульфидными мостиками.

Внутриклеточные рецепторыправить | править код

Внутриклеточные рецепторы — как правило, факторы транскрипции (например, рецепторы глюкокортикоидов) или белки, взаимодействующие с факторами транскрипции. Большинство внутриклеточных рецепторов связываются с лигандами в цитоплазме, переходят в активное состояние, транспортируются вместе с лигандом в ядро клетки, там связываются с ДНК и либо индуцируют, либо подавляют экспрессию некоторого гена или группы генов. Особым механизмом действия обладает оксид азота (NO). Проникая через мембрану, этот гормон связывается с растворимой (цитозольной) гуанилатциклазой, которая одновременно является и рецептором оксида азота, и ферментом, который синтезирует вторичный посредник — цГМФ.

Фармакология рецепторов[править | править код]

Как правило, рецепторы способны связываться не только с основными эндогенными лигандами, но и с другими структурно сходными молекулами. Этот факт позволяет использовать экзогенные вещества, связывающиеся с рецепторами и меняющие их состояние, в качестве лекарств или ядов.

Многие типы рецепторов могут распознавать одним и тем же участком связывания несколько разных химических веществ, и в зависимости от конкретного присоединившегося вещества находиться более чем в двух пространственных конфигурациях — не только «включено» (гормон на рецепторе) или «выключено» (на рецепторе нет гормона), а еще и в нескольких промежуточных.

Домены

E = внеклеточное пространство P = плазматическая мембрана I = внутриклеточное пространство

Трансмембранные рецепторы плазматической мембраны обычно можно разделить на три части.

Внеклеточные домены

Внеклеточный домен снаружи клетки или органеллы . Если полипептидная цепь несколько раз пересекает бислой, внешний домен представляет собой петли, оплетенные через мембрану. По определению, основная функция рецептора — распознавать тип лиганда и отвечать на него. Например, нейротрансмиттер , гормон или атомарные ионы могут каждый связываться с внеклеточным доменом как лиганд, связанный с рецептором. Klotho — это фермент, который воздействует на рецептор для распознавания лиганда ( FGF23 ).

Трансмембранные домены

Двумя наиболее распространенными классами трансмембранных рецепторов являются GPCR и однопроходные трансмембранные белки . В некоторых рецепторах, таких как никотиновый ацетилхолиновый рецептор , трансмембранный домен образует белковые поры через мембрану или вокруг ионного канала . После активации внеклеточного домена путем связывания соответствующего лиганда пора становится доступной для ионов, которые затем диффундируют. В других рецепторах трансмембранные домены претерпевают конформационные изменения при связывании, что влияет на внутриклеточные условия. В некоторых рецепторах, таких как члены суперсемейства 7TM , трансмембранный домен включает карман для связывания лиганда.

Внутриклеточные домены

Внутриклеточный (или цитоплазматический ) домен рецептора взаимодействует с внутренней частью клетки или органеллы, передавая сигнал. Для этого взаимодействия есть два основных пути:

  • Внутриклеточный домен взаимодействует через белок-белковые взаимодействия с эффекторными белками , которые, в свою очередь, передают сигнал адресату.
  • В случае рецепторов , связанных с ферментом , внутриклеточный домен обладает ферментативной активностью . Часто это активность тирозинкиназы . Ферментативная активность также может быть связана с ферментом, связанным с внутриклеточным доменом.

Привязка и активация

Связывание лиганда — это равновесный процесс. Лиганды связываются с рецепторами и отделяются от них в соответствии с законом действия масс в следующем уравнении для лиганда L и рецептора R. Скобки вокруг химических соединений обозначают их концентрации.

L+р⇌KdLR{\ displaystyle { + {\ ce {<=> }} } }

Одним из показателей того, насколько хорошо молекула подходит к рецептору, является ее аффинность связывания, которая обратно пропорциональна константе диссоциации K d . Хорошая подгонка соответствует высокому сродству и низкому K d . Окончательный биологический ответ (например, каскад вторичного мессенджера , сокращение мышц) достигается только после активации значительного числа рецепторов.

Аффинность — это мера тенденции лиганда связываться со своим рецептором. Эффективность — это мера связанного лиганда для активации его рецептора.

Агонисты против антагонистов


Спектр эффективности рецепторных лигандов.

Не каждый лиганд, который связывается с рецептором, также активирует этот рецептор. Существуют следующие классы лигандов:

  • (Полные) агонисты способны активировать рецептор и вызывать сильный биологический ответ. Естественный эндогенный лиганд с наибольшей эффективностью для данного рецептора по определению является полным агонистом (эффективность 100%).
  • Частичные агонисты не активируют рецепторы с максимальной эффективностью, даже при максимальном связывании, вызывая частичные ответы по сравнению с полными агонистами (эффективность от 0 до 100%).
  • Антагонисты связываются с рецепторами, но не активируют их. Это приводит к блокаде рецепторов, ингибируя связывание агонистов и обратных агонистов. Антагонисты рецептора могут быть конкурентными (или обратимыми) и конкурировать с агонистом рецептора, или они могут быть необратимыми антагонистами, которые образуют ковалентные связи (или нековалентные связи с чрезвычайно высоким сродством) с рецептором и полностью блокируют его. Ингибитор протонной помпы омепразол является примером необратимого антагониста. Эффекты необратимого антагонизма можно обратить вспять только путем синтеза новых рецепторов.
  • Обратные агонисты снижают активность рецепторов, подавляя их конститутивную активность (отрицательная эффективность).
  • Аллостерические модуляторы : они не связываются с участком связывания агониста рецептора, а вместо этого связываются со специфическими аллостерическими участками связывания, через которые они модифицируют действие агониста. Например, бензодиазепины (BZD) связываются с сайтом BZD на рецепторе GABA A иусиливаютдействие эндогенного GABA.

Обратите внимание, что идея агонизма и антагонизма рецепторов относится только к взаимодействию между рецепторами и лигандами, а не к их биологическим эффектам.

Учредительная деятельность

Говорят, что рецептор, который способен вызывать биологический ответ в отсутствие связанного лиганда, проявляет «конститутивную активность». Конститутивная активность рецептора может быть заблокирована обратным агонистом . Лекарства от ожирения римонабант и таранабант являются обратными агонистами каннабиноидного рецептора CB1, и, хотя они приводили к значительной потере веса, оба были отменены из-за высокой частоты депрессии и тревоги, которые, как считается, связаны с ингибированием конститутивной активности рецептор каннабиноидов.

ГАКА рецептор обладает конститутивной активностью и проводит некоторые базальный ток в отсутствии агониста. Это позволяет бета-карболину действовать как обратный агонист и снижать ток ниже базального уровня.

Мутации рецепторов, которые приводят к повышенной конститутивной активности, лежат в основе некоторых наследственных заболеваний, таких как преждевременное половое созревание (из-за мутаций в рецепторах лютеинизирующего гормона) и гипертиреоз (из-за мутаций в рецепторах тиреотропного гормона).

Диффузии медиатора через постоянные поры.

Постсинаптическая
мембрана синапса.

В постсинаптических
мембранах имеются 2 типа рецепторов:
ионотропные и метаботропные.

Ионотропные
рецепторы постсинаптической мембраны.

При воздействии
медиатора на ионотропные рецепторы
постсинаптической мембраны
развиваются
быстрые реакции, длящиеся несколько
миллисекунд.

При этом возникают
реакции двух типов:

ВПСП — возбуждающий
постсинаптический потенциал.

ТПСП – тормозной
постсинаптический потенциал.

ВПСП (возбуждающий
постсинаптический потенциал)
возникает
при взаимодействии медиатора с
ионотропными рецепторами,
ассоциированными
с натриевыми ионными каналами за
счет развития деполяризации
постсинаптической мембраны,связанной
с формированием входящего натриевого
тока.

ВПСП хорошо
распространяется в пределах одного
нейрона.

ТПСП (тормозной
постсинаптический потенциал)
возникает
при взаимодействии медиатора с
ионотропными рецепторами,
ассоциированными
с калиевыми или хлорными ионными
каналами,
за счет развития гиперполяризации
постсинаптической мембраны, связанной
либо с усилением выходящего калиевого
тока,
либо с увеличением входящего
тока хлора.

Метаботропные
рецепторы постсинаптической мембраны.

Метаботропные
рецепторы постсинаптической мембраны
при взаимодействии с медиатором
активируют
преимущественно семейство
высокомолекулярных
G-белков,
которые в свою очередь активируют
основные каскадные ферментные системы
(аденилат­циклазную, фосфолипазную)

усиления и реализации информационного
сигнала в клетке.

Кроме того,
медиаторы,
взаимодействуя с рецепторами
постсинаптической мембраны, способны
прямо или опосредованно активировать
образование цГМФ.

Активация
метаботропных рецепторов,
вызывающая
сложные биохимические и, как следствие,
функциональные перестройки в клетке
(медленные реакции), часто прямо или
опосредованно сопряжена с изменением
проницаемости ионных каналов (
быстрые
эффекты
).

Это обусловлено
тем, что многие компоненты каскадных
систем реализации сигнала либо
ассоциировано (субъединица Gβγ),
либо конститутивно (протеинкиназы,
вторые посредники)
способны менять
активность белков, формирующих ионные
каналы.

К большинству
медиаторов имеются и ионотропные,
и метаботропные
рецепторы.

Система
удаления медиатора из синаптической
щели.

1. Система обратного
транспорта медиатора (
описана в
разделе «область пресинаптической
мембраны»)

2. Ферменты,
метаболизирующие медиаторы (холинэстераза,
КОМТ, МАО и др.).
Они метаболизируют
медиаторы, прекращая их действие на
рецептор.

Ко-медиаторы.

Ко-медиаторы это
дополнительные химические посредники
передачи информации, к которым на
постсинаптической мембране синапса
выделены специфические рецепторы.

Рецепторы к
ко-медиаторам
относятся к метаботропным
рецепторам.

В области
пресинаптической мембраны ко-медиаторы
содержатся в крупных везикулах. Они
относятся к нейропептидам. В каждой
везикуле содержится несколько десятков
молекул ко-медиатора.

Особенностью
выделения ко-медиаторов
из области
пресинаптической мембраны является
сопряженность их выделения с
классическими медиаторами.

Выделение
ко-медиатора
из области пресинаптической
мембраны осуществляется путем
экзоцитоза.

Ко-медиаторы
видоизменияют ответ
постсинаптического
нейрона на действие классических
медиаторов.

Нейромодуляторы.

Нейромодуляторы
по сравнению с нейромедиаторами
имеют ряд особенностей действия:

1. Нейромодуляторы
не обладают самостоятельным
физиологическим действием, а модифицируют
эффект
нейромедиаторов.

2. Действие
нейромодуляторов имеет тонический
характер – медленное развитие и большую
продолжительность действия (секунды,
минуты).

3. Действие
нейромодуляторов не сопряжено во
времени с эффектом
нейромедиатора.

В постсинаптической
мембране имеются метаботропные
рецепторы
к нейромодуляторам,
которые обладают низкой специфичностью.

Для синапсов ЦНС
в качестве нейромодуляторов выступают
более десяти семейств нейропептидов.

В мозге несколько
нейромодуляторов
могут действовать
на один тип синапсов и один нейромодулятор
— на несколько типов синапсов.

Заключение

Даже краткое описание, данное в этой главе, делает очевидным тот факт, что механизмы, используемые эндокринной системой для регулирования биологических процессов в тканях-мишенях, характеризуются значительной степенью сложности и интегрированности. С целью поддержания гомеостаза в условиях разнообразных изменений внутренней и внешней среды для управления физиологическими процессами, происходящими в каждой отдельной клетке, организм использует стероидные и белково-пептидные гормоны, а также разнообразные внутриклеточные механизмы передачи сигнала. Вместе с тем стало понятно, что многие патологические состояния организма, например сахарный диабет II типа, могут быть непосредственно обусловлены нарушением функции этих механизмов передачи сигнала. Именно поэтому в настоящее время значительное количество исследований направлено на углубление наших знаний о гормонзависимых механизмах передачи сигнала в частности, а также функционирование эндокринной системы в общем.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий