2. Эндокринная, нервная, инкреторная, иммунная регуляции функций организма. Системная и локальная (ауто-, пара-, юкстакриная) передача химических сигналов регуляции функций.

Различают четыре типа химической сигнализации (взаимодействия):

• Локальная сигнализация: 1.-аутокринный и 2.-паракринный механизмы.

• Дистантная сигнализация: 3.-эндокринный и 4.-нервный механизмы

Аутакринный: секретирующая клетка сама же является мишенью – имеет рецепторы к выделяемому веществу.

Паракринный: секретирующая клетка действует на соседнюю

Эндокринная регуляция. Специализированные эндокринные клетки секретируют гормоны, которые разносятся кровью и влияют на клетки-мишени, которые могут находиться в самых различных частях организма. Такое взаимодействие клеток называется гормональной регуляцией. Каналом передачи гормонов является локальный и системный кровоток.

Нервная регуляция – секретирующая клетка соединена с клеткой мишенью длинным отростком (аксон, по которому идет ПД):

• Произвольная (по своей воле) – ЦНС (соматическая).

• Непроизвольная (автономная) – ВНС.

• ЦНС – осуществляет пусковые функции(инициация), интеграция, координация, модуляция, энцефализация (иерархия) всех функций организма.

Нейрогуморальная регуляция – нервная клетка секретирует в кровь.

Электрическое взаимодействие - осуществляется с помощью щелевых контактов, например, в миокарде.

3. Структура и функции возбудимой мембраны клеток: рецепторы, каналы, их классификация, насосы. Вторичные посредники и их роль.

Мембрана представлена бислоем фосфолипидных молекул - гидрофобные концы молекул находятся внутри бислоя, а гидрофильные направлены в водную фазу. Является разделом двух фаз: вне- и внутриклеточной.

В фосфолипидном бислое интегрированы глобулярные белки, полярные участки образуют гидрофильную поверхность в водной фазе. Белки выполняют различные функции: рецепторную, ферментативную, образуют ионные каналы, являются мембранными насосами и переносчиками ионов и молекул.

Некоторые белковые молекулы свободно диффундируют в плоскости липидного слоя; в обычном состоянии части белковых молекул, выходящие по разные стороны клеточной мембраны, не изменяют своего положения.

Основные функции мембраны

• Образует полупроницаемый, избирательный барьер между цитоплазмой и внешней средой.

• Проницаемость мембраны управляется ее функциональным состоянием (покой или работа) и сигналами из внешней среды.

• Регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой.

• Уникальный детектор и трансдуктор, приходящих стимулов.

• Соединяет между собой клетки (межклеточные контакты) и прикрепляет клетки к внеклеточному матриксу.

Клеточный рецептор — молекула (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 (лиганда), передающего внешний регуляторный сигнал. В ответ на это рецептор передает этот сигнал внутрь клетки или клеточной органеллы ( часто при помощи так называемых вторичных посредников или трансмембранных ионных токов).

Рецепторы на наружных образованиях тела - экстерорецепторы, а во внутренних органах — интерорецепторы (висцерорецепторы). От природы раздражителя: механорецепторы (воспринимают воздействие при механическом смещении или деформации рецепторного участка); хеморецепторы (активируются различными химическими соединениями); фоторецепторы (воспринимают электромагнитное излучение в диапазоне волн от 400 до 750 нм); терморецепторы... Воспринимающие раздражитель при непосредственном контакте с ним - контактные, а не требующие такого контакта — дистантные.

Функции:

• Сенсор (датчик) энергии раздражителя – воспринимает любой вид энергии стимула.

• Трансдуктор (преобразователь) любого вида энергии раздражителя в изменение ионной проницаемости мембраны рецептора (непонятные для ЦНС виды энергии преобразует в энергию ионных токов, ПД).

• Трансмиттер – передатчик нервных импульсов в ЦНС.

2 основных типа:

• Первичные – нервные клетки с периферически-чувствительным и центрально-проводящим отростками.

• Вторичные – специализированные эпителиальные клетки, не имеющие центрального проводящего отростка и контактирующие с нервными клетками с помощью синапсов.

Ионные каналы - интегральные белки, которые обеспечивают пассивный транспорт ионов по градиенту концентрации по обе стороны мембраны (трансмембранный ионный градиент).

Свойства неселективных каналов:

а) пропускают все типы ионов, но проницаемость для ионов К⁺ значительно выше, чем для других ионов;

б) всегда находятся в открытом состоянии.

Свойства селективных каналов:

а) пропускают только один вид ионов:

б) для каждого вида ионов существует определенный канал:

в) имеют ворота, которые могут канал закрыть, активировать, инактивировать.

Избирательность обеспечивается селективным фильтром. Фильтр образован кольцом из отрицательно заряженных атомов кислорода, которое находится в самом узком месте канала.

В состоянии покоя селективный канал мембраны закрыт. Действие на рецепторный участок канала электрических, механических или химических раздражителей открывает его.

Канал мембраны образован двумя белковыми молекулами (играют роль ворот). Активационные ворота - вблизи наружной части канала. Инактивационные ворота - у внутренней части канала и, изменяя свою конформацию. могут перекрывать ионный канал.

В состоянии покоя активационные ворота закрыты, инактивационные ворота открыты (канал закрыт). При действии на воротную систему стимула (изменение МП или взаимодействие лиганда с рецептором мембраны) активационные ворота открываются и начинается транспорт ионов через канал (канал активирован). При достижении пика деполяризации мембраны инактивационные ворота закрываются и транспорт ионов прекращается (канал инактивирован). При восстановлении уровня МП канал возвращается в исходное (закрытое) состояние.

По типу активации ионные каналы делятся на:

• Электровозбудимые, потенциалуправляемые.

• Хемовозбудимые, (лиганд-рецептор-зависимые), хемоуправляемые.

• Механовозбудимые, механоуправляемые.

Насосы. В клетках возбудимых тканей первично-активный транспорт происходит с помощью АТФаз, которые играют роль насосов (помп): Na/K, Ca, протонной и др.

Na/K-АТФаза образует в мембране специальный трансмембранный белок - ионный Na/K насос. Он за один цикл работы перекачивает 3 иона Na из цитозоля в окружающую клетку среду, а 2 иона К переносит в обратном направлении, при этом используется одна молекула АТФ. В итоге Na/K насос поддерживает химический и электрический градиенты на мембране, работает как обменник и регулирует объем клетки

Вторичные посредники — это малые сигнальные молекулы, компоненты системы передачи сигнала в клетке. Вторичные посредники являются компонентами каскадов передачи сигнала, быстро образуются и далее активируют эффекторные белки, которые опосредуют ответ клетки.

Вторичные посредники классифицируют по растворимости в воде и размеру молекулы

• Гидрофобные молекулы —диацилглицерол, инозитолтрифосфат, фосфатидилинозитолы — связаны с мембраной и могут диссоциировать в околомембранное пространство, где регулируют активность белков, связанных с мембраной;

• Гидрофильные молекулы — цАМФ, цГМФ, Ca²⁺ — находятся в цитозоле;

• Газы — NO, CO — могут переходить из цитозоля в межклеточную среду через клеточные мембраны.