Вопрос 3. Межклеточные взаимодействия. Сигналы и рецепторы. Мембранные и ядерные рецепторы: строение, функции. Вторые посредники.

Межклеточные взаимодействия – совокупность процессов, проявляющихся в виде физических, химических, механических раздражителей внешней среды и сигналов информационного характера из внутренней среды организма, действующих на клетку, а также воздействия соседних клеток, и приводящих к ответу клетки на эти сигналы. Информационные межклеточные взаимодействия осуществляются по следующей схеме:

• От клетки к клетке поступает сигнал. Передачу сигналов осуществляют сигнальные молекулы, или первый посредник, вырабатываемые в одних клетках и специфически воздействующие на клетки мишени. Специфичность воздействия определяют присутствующие в клетках-мишенях рецепторы, связывающие только собственные лиганды. Гидрофильные молекулы связываются с мембранными рецепторами, а жирорастворимые – с ядерными, проникая через плазмолемму.

• Рецепторы регистрируют поступающий к клетке сигнал и передают его вторым посредникам. Различают мембранные и ядерные рецепторы. Мембранные рецепторы – гликопротеины, контролирующие проницаемость мембраны путем изменения конформации белков ионных каналов (никотиновый холинорецептор), регулирующие поступление молекул в клетку, связывающие молекулы внеклеточного матрикса с элементами цитоскелета и регистрирующие присутствие информационных сигналов. Мембранные рецепторы регистрируют поступающий к клетке сигнал и передают его внутриклеточным химическим соединениям, опосредующим конечный эффект (вторые посредники). Функционально мембранные рецепторы подразделяют на каталитические, связанные с ионными каналами и оперирующие через G–белок.

Ядерные рецепторы – активируемые лигандом факторы транскрипции. Каждый рецептор имеет область связывания лиганда и участок, взаимодействующий со специфическими последовательностями ДНК.

Клетка, воспринимая различные сигналы, реагирует на изменения окружающей ее среды изменением функционирования. Лиганды – это сигнальные молекулы из внутренней среды организма (например, гормоны), которые связываются с рецептором – высокомолеклярным веществом, встроенным в плазмолемму. Клетка узнает лиганд и изменяет режим своего функционирования. Это и есть информационные взаимодействия.

Клеточные рецепторы – молекула на поверхности клетки, клеточных органелл или растворенная в цитоплазме, специфично реагирующая изменением своей конфигурации на присоединение к ней молекулы, передающей сигнал извне. Их можно разделить на два основных класса:

• мембранные рецепторы - трансмембранные белки, основная функция: распознавание внешних сигналов, благодаря которым клетки, например, могут взаимодействовать между собой, ориентируясь в пространстве и создавая ткани.

• Внутриклеточные, или ядерные рецепторы - факторы транскрипции или белки, взаимодействующие с факторами транскрипции, транспортируются совместно с лигандами в ядро клетки и участвуют в экспрессии гена – подавляют либо индуцируют.

Внутриклеточные сигнальные молекулы (вторые посредники) передают информацию с мембранных рецепторов на эффекторы (исполнительные молекулы), опосредующие ответ клетки на сигнал. Стимулы, такие, как свет, молекулы различных веществ, гормоны и другие химические сигналы (лиганды), инициируют ответ клетки-мишени, изменяя в ней уровень внутриклеточных (вторых) посредников. Вторые посредники представлены многочисленным классом соединений. К ним относятся циклические нуклеотиды (цАМФ и цГМФ), инозитолтрифосфат, диацилглицерол, Са2+.