58. Типы клеточных рецепторов. Закономерное взаимодействие лигандов с рецепторами. Свойство рецепторов

Клеточный рецептор — молекула (обычно белок или гликопротеид) на поверхности клетки, клеточных органелл или растворенная в цитоплазме. Специфично реагирует изменением своей пространственной конфигурации на присоединение к ней молекулы определенного химического вещества, передающего внешний регуляторный сигнал и, в свою очередь, передает этот сигнал внутрь клетки или клеточной органеллы, нередко при помощи так называемых вторичных посредников или трансмембранных ионных токов.

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

Известно несколько веществ, претендующих на роль вторичных мессенджеров (Lichtstein, Rodbard, 1987): циклический 3',5-аденозинмонофосфат (сАМР), циклический 3', 5'-гуанозинмонофос фат (cGMP), внутриклеточный свободный Ca2+, продукты обмена фосфоинозитидов, в частности инозитолтрифосфаты и диацилглицерол. Связывание агониста с рецептором приводит к активации фермента (или ферментной системы), катализирующей синтез одного или более вторичных мессенджеров или, как это происходит с Са2+, освобождение их из внутриклеточных депо, вход в клетку извне через рецепторзависимые каналы или ингибирование экскреции и накопления во внутриклеточных депо (Audesirketal., 1990). Концентрация вторичных мессенджеров является важнейшим параметром, контролирующим активность протеинкиназ -ферментов, способных активировать различные белки путем модификации определенных аминокислотных остатков. Специфическая активация некоторого набора белков приводит к физиологическому ответу клетки. На каждом этапе описанного каскада происходит усиление сигнала за счет увеличения числа молекул, участвующих в ответе, поскольку активация одной молекулы фермента обусловливает превращение многих молекул субстрата.

Наиболее общими свойствами рецепторов являются возбудимость, лабильность и адаптация. Для них характерны и главные меры измерения: порог раздражения, хронаксия и адеквата.

Раздражители делятся на адекватные и неадекватные. Адекватность или неадекватность раздражителя определяется не собственными его качествами, а специфичностью рецепторного аппарата.

Для зрительного рецептора адекватным раздражителем является свет. В то же время свет — неадекватный раздражитель для слухового или тактильного рецептора. Для получения эффекта возбуждения в рецепторе требуется минимальная сила адекватного раздражителя (для глаза несколько квантов света). Сила неадекватного раздражителя, способная вызвать специфический эффект возбуждения, должна быть в десятки и сотни тысяч раз больше. Например, ощущение света («искры из глаз») может вызвать и механический раздражитель. Но он должен превышать силу адекватного раздражителя в миллионы раз.

Порогом раздражения называется наименьшая сила раздражителя, вызывающая возбуждение. Хронаксия — полезное время, в течение которого достигается эффект возбуждения при действии тока в 2 реобазы. Наименьшие величины хронаксии у рецепторов ощущения зубной боли.

Для оценки возбудимости рецепторов применяют меру адекватности раздражителя. Чем более адекватен раздражитель рецептору, тем меньшая его сила необходима для возбуждения рецептора. Величина энергии раздражителя в 1 реобазу является мерой его адекватности рецептору — адекватой. Для определения адекваты раздражитель дозируют по силе и пространственно временным характеристикам.

Между силой раздражителя и ощущением наблюдается определенная зависимость, определяемая мерой различения прироста раздражения. Согласно закону, сформулированному Вебером, отношение прироста величины раздражителя к его абсолютному значению является величиной постоянной. Этот закон верен только для средних значений раздражителя.