2 курс / Нормальная физиология / Физиология возбудимых тканей 1
.pdfможения с помощью химического посредника — медиатора. Их функция — передача нервного импульса с нейрона на другую нервную клетку или клетку-
мишень. В синапсе различают пресинаптическую часть, постсинаптическую часть и расположенную между ними синаптическую щель (рисунок 1.3).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
Синаптический тип контакта характерен для нервных клеток (мозг — |
|||||||||||
межнейронные синапсы), для нервных окончаний с эффекторной клеткой |
|||||||||||
(нервно-мышечные, нервно-эпителиальные синапсы и др.). |
|
М |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 1.3 — Строен е синапса |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
1.1. Сигнальная трансдукция |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Обмен информаци нными сигналами, |
как правило, обеспечивается |
||||||||||
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
соответствующими механизмами их восприятия и специфическими меха- |
|||||||||||
низмами ответа на |
, к рые тносятся к фундаментальным функциям |
||||||||||
|
|
них |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
живых систем. Сложнаяоцепь событий — определенные пути передачи |
|||||||||||
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сигнала, иначе называют сигнальной трансдукцией. |
|
|
|
|
|||||||
У многоклеточных организмов выделяют два уровня восприятия и пе- |
|||||||||||
|
этом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
редачи сигнал в. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Во-первых, это уровень целого организма, который получает ин- |
|||||||||||
формацию из кружающей среды с помощью органов чувств: глаз, ушей и |
|||||||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т. д. В |
случае говорят о сенсорной рецепции, которая обеспечивает |
||||||||||
вос риятия волновой энергии (света, звука, |
тепла), а в случае обоняния и |
||||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вкусовыхпощущений — химических сигналов.
Во-вторых, это уровень общения клеток друг с другом в пределах
многоклеточного организма.
Межклеточная сигнализация прошла долгий эволюционный путь. Она осуществляется посредством сигналов, приводящих в действие внутриклеточные пути передачи информации. В многоклеточных организмах роль ин-
формационных сигналов чаще выполняют электрические (нервные) им-
пульсы и сигнальные молекулы, синтезируемые и секретируемые клетками.
11
Плазматическая мембрана — место приложения физических (например, кванты света в фоторецепторах), химических (например вкусовые и обонятельные молекулы, рН), механических (например, давление или растяжение в механорецепторах) раздражителей внешней среды и сигналов
|
|
У |
информационного характера (например, гормоны, нейромедиаторы) из |
||
внутренней среды организма. |
|
|
Клетки «разговаривают» между собой в основном на языке химиче- |
||
|
М |
|
ских сигналов, которые представлены разнообразными первичными мес- |
||
сенджерами. Передачу сигналов от клетки к клетке осуществляют сиг- |
||
|
Г |
|
нальные молекулы (первый посредник), вырабатываемые в одних клетках и специфически воздействующие на другие клетки — клетки-мишени. Они могут быть самыми разнообразными по химическомумстроению — от минеральных и органических соединений с небольшой олекулярной массой до высокомолекулярных белков. Регуляторные веществаопринято подраз-
делять на эндокринные, нейроэндокринные и паракринные.
Эндокринные регуляторы (гормоны)Гвыделяются эндокринными клетками в кровь и переносятся ею к клеткам-мишеням, к торые могут на-
ходиться в любом месте организма. й Нейрокринные регуляторы выделяются нейронами в непосредствен-
ной близости от клеток мишеней (например, норадреналин, ацетилхолин, глицин, ГАМК). Они координ руют работу не ронов, управляют периферическими тканями; их действ е связано с влиянием на ионные каналы, они изменяют их проницаемость вызывают деполяризацию мембраны.
Паракринные вещества секетиуются одним типом клеток, а дейст-
|
|
клетки |
вуют на соседние |
(нап имер, цитокины, факторы роста — это сиг- |
|
нальные молекулы белк в йприроды, которые выделяются неспециализи- |
||
|
клетками |
|
рованными |
|
организма, они регулируют рост, дифференцировку, |
пролиферацию соседн х кле ок, действуют пара- и аутокринно). |
||
Сигнальные молекулы являются лигандами для рецепторов клеток- |
мишеней.
Лигандами могут быть как неполярные, так и полярные вещества. Не- |
|
|
з(гидр фобные-жирорастворимые) вещества, например, стеро- |
идные г рм ны, проникают в клетку, проходя через липидный бислой. |
|
Полярныео(гидрофильные) сигнальные молекулы в клетку не проникают, а |
|
связываются специфическими рецепторами клеточных мембран. К поляр- |
|
полярные |
|
ным сигнальным молекулам относят белковые гормоны (например, глюка- |
|
гон, инсулин, паратгормон). |
|
е |
|
Информация, переносимая сигнальной молекулой во время ее взаимо- |
|
действия с рецептором может трансформироваться в конкретный физиоло- |
|
Ргический ответ. Лиганды могут оказывать различное действие на ткани |
|
мишени: метаболическое (изменение активности и количества ферментов, |
влияние на проницаемость мембран), морфогенетическое (влияние на процессы формообразования, дифференцировки и рост структурных эле-
12
ментов), кинетическое (включение реализации определенной функции, например, окситоцин вызывает сокращение мускулатуры матки), корригирующее(например, влияние адреналина на частоту сердечных сокращений), реактогенное (способность гормона менять реактивность ткани к
действию того или другого гормона). |
|
|
|
|
У |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Восприятие клетками внешних сигналов в основном происходит бла- |
||||||||
годаря взаимодействию этих факторов с определенными рецепторами |
|
|||||||
1.2. Рецепция |
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
Рецепцией называют процесс восприятия и трансформации (преобра- |
||||||||
зования) механической, |
термической, электромагнитной и химической |
|||||||
|
|
|
|
сигналом |
|
|
||
энергии в нервный сигнал или сложную последовательность мембранных и |
||||||||
цитоплазматических процессов. Функцию рецепции выполняют специальные |
||||||||
|
|
|
по |
|
|
|
||
чувствительные образования, условно разделяемые |
особенностям их ор- |
|||||||
ганизации, характеру и механизмам взаимодействия с |
|
|
на две боль- |
|||||
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
шие группы — клеточные (молекулярные) и сенс рные рецепторы. |
|
|||||||
Рецепторы |
|
|
|
|
|
|
|
|
Развитие рецепторной теории началось в XIX в., когда Пауль Эрлих |
||||||||
выдвинул концепцию о лекарстве как «волшебной пуле», направленной на |
||||||||
«поражаемый рецептор». |
|
|
|
|
|
|
|
|
С позиции современной молекулярной биологии рецепторы — это |
||||||||
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
генетически детерминированные макромолекулярныей |
сенсоры (простые |
|||||||
белки глико- и липопротеины), локал зованные в специализированных об- |
||||||||
|
о |
|
|
|
|
|
||
разованиях клетки (плазматическаяимембрана, цитозоль, ядро). |
|
|
||||||
Количество рецепт р в в клетках-мишенях насчитываются тысячами |
||||||||
и десятками тысяч, их |
личество не остается постоянным: рецепторы |
|||||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
инактивируются |
разрушаются в процессе их функционирования, реак- |
|||||||
тивируются пос оянно син езируются в клетках-мишенях. |
|
|
||||||
Как мембранныетак, |
и внутриклеточные молекулярные рецепторы |
|||||||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
имеют активные центры связывания, обеспечивающие их специфическое |
||||||||
взаим действие с лигандом. После связывания с лигандом рецептор пере- |
||||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
дает сигналзна исполнительные системы: открывает или закрывает ион- |
ные каналы, активирует специфические ферменты или действует сам в |
|
схему |
|
кач стве ионофора. Все виды информационных межклеточных взаимо- |
|
д йствий реализуются в рамках концепции «сигнал–ответ». |
|
Р |
Информационные межклеточные взаимодействия укладываются в |
|
, предусматривающую следующую последовательность событий:
Все многообразие клеточных рецепторов в зависимости от локализации в клетке можно разделить на 2 большие группы: 1 — рецепторы плазматической мембраны; 2 — внутриклеточные рецепторы.
13
I. РЕЦЕПТОРЫ ПЛАЗМАТИЧЕСКИХ МЕМБРАН — восприни-
мают сигналы, которые не могут проникать внутрь клеток. Вне зависимости от природы специфически связываемой сигнальной молекулы рецепторы плазматической мембраны клеток являются белковыми молекулами и
|
|
|
|
|
У |
имеют общий план строения: они содержат участок, расположенный вне |
|||||
клетки, внутримембранный участок и внутриклеточный участок, погру- |
|||||
женный в цитоплазму. |
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
||
Существуют три основных типа рецепторов, интегрированных во |
|||||
внешнюю клеточную мембрану (поверхностные рецепторы): |
|
|
|||
1) рецепторы — ионные каналы; |
Г |
|
|||
|
|
|
|
||
2) каталитические рецепторы, ассоциированные с ферментатив- |
|||||
ной активностью; |
|
|
|
|
|
3) рецепторы, сопряженные с G-белками. |
|
|
|
|
|
лиганд — регулируемый транспорт ионов; рецепторам |
|
|
|
||
Вторые и третьи относят к метаботропным |
|
. |
|
|
|
В связи с этим выделяют три основных |
еханиз а рецептор- |
||||
зависимой трансмембранной передачи сигнала: |
м |
|
|
||
|
й |
|
|
|
|
лиганд — регулируемые рецепторы — ферменты; |
|
|
|
||
лиганд — регулируемая активация цепочкиГрецептор — G-белок. |
|
||||
и |
|
|
|
|
|
Рецепторы, ассоциированные с онными каналами (ионотроп- |
|||||
ные рецепторы) — представляют собой трансмембранные канальные бел- |
|||||
р |
|
|
|
|
|
ки, открытие-закрытие кото ых конт ол руется присоединением соответ- |
ствующего вещества (лиганд-уп авляемые ионные каналы). При этом пе- |
||
редача сигнала происх дит п с едством изменения ионной проводимости |
||
|
|
т |
мембраны (рисунок 1.4). К естественным лигандам относятся многие ней- |
||
ромедиаторы: норадреналин, ацетилхолин, ГАМК, глицина и др. |
||
|
|
и |
Взаимодейс в е медиатора с ионотропным рецептором активирует |
||
|
|
з |
ионоселективные каналы постсинаптической мембраны (N-холорецептор). |
||
Ионные рецепторы опосредуют быстрые ионные синаптические ответы |
||
|
о |
|
длительн стью несколько миллисекунд. Следует отметить, что данный тип |
||
|
р в наиб лее задействован в механизмах синаптической передачи в |
|
рецепт |
|
|
нервно-мышечных синапсах и вегетативных ганглиях. |
||
е |
|
|
Р |
|
|
Рисунок 1.4 — Особенности передачи возбуждения в ионотропных синапсах
14
Метаботропные рецепторы. Метаботропные рецепторы запускают медленные биохимические синаптические ответы от нескольких секунд до минут. К основным группам метаботропных рецепторов могут быть отне-
сены каталитические рецепторы и рецепторы, связанные с G-белками.
•собственно рецепторного белка, связывающегося с медиатором; У
•G-белка, модифицирующего и передающего сигнал с рецепторногоМ белка;
•белка-эффектора, который является ферментом, катализирующимГ образование внутриклеточного низкомолекулярного регулятора — вто-
ричного посредника. мо
они обладают свойствами ферментов и включаютГкаскад ферментативных реакций со стороны цитозоля. Взаимодействиеческой с ними сигнальных моле-
кул, таких как серотонин, ацетилхолин, пептиды и т. п., приводит к запус- |
||||||
|
|
|
|
и |
|
|
ку целого каскада биохимических превращений, вызывающих ответную |
||||||
реакцию клетки. |
|
р |
|
|
||
В зависимости от типа катал т |
|
активности внутреннего доме- |
||||
на рецептора выделяют несколько классов 1-TMS-рецепторов: рецептор- |
||||||
|
|
о |
|
|
|
|
ные тирозинкиназы; рецепт ы, ассоциированные с тирозинкиназами; ре- |
||||||
|
|
т |
|
|
|
|
цепторные тирозинф сф тазы, ецепторные серинтреонинкиназы; рецеп- |
||||||
торные гуанилатциклазы. |
|
|
|
|
||
|
механизмов |
|
|
|
|
|
Знание |
|
|
реагирования |
клеток на стимуляцию 1-TMS– |
рецепторов с гнальными молекулами позволяет лучше понять механизмы
регуляции клеточного ц кла, дифференцировки клеток, физиологической |
||
го |
||
гибели и регенерац клеток. |
||
Рецепт ры, сопряженные с G-белками (метаботропные) — |
||
п |
|
|
7-TMS-рецептзры, которые посредством G-белков индуцируют активацию |
||
вторичн |
|
п средника (мессенджера), а гормон в этой цепи является пер- |
е |
осредником (мессенджером). Взаимодействие медиатора с метабо- |
|
вичным |
тро ным рецептором постсинаптической мембраны запускает сложный кас- Ркад биохимических (метаболических) реакций через М-холинорецепторы.
Сл ду т отметить, что около 80 % всех известных нейромедиаторов, пептидных гормонов и других модуляторов клеточных функций опосредует свое действие через 7-TMS-рецепторы, связанные с G-белком. Это семейство рецепторов является белковыми макромолекулами формирующими внеклеточную, трансмембранную и внутриклеточную части рецептора. Внеклеточная часть рецепторной макромолекулы представлена гидрофильными петлями (N-конец), с которыми могут взаимодействовать сиг-
15
нальные молекулы — лиганды. Трансмембранная часть представлена семью спиральными сегментами белковой макромолекулы, пронизывающими билипидный слой мембраны. Внутриклеточная часть рецептора представлена гидрофильными петлями (С–конец), погруженными в цитоплазму и имеет центры связывания субъединиц G-белка. 7-TMS-рецепторы имеют очень важное значение в регуляции функций многих клеток и процессов организма. С их участием регулируется работа сердца, просвет сосудов, просвет бронхов, работа органов ЖКТ и многие другие функции.
Напомним, чтоG-белок представляет собой олигомер, состоящий из |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
3 субъединиц — ά, β, γ. В неактивном состоянии G-белок (ά — субъедини- |
|||||||||
ца), обычно связан с молекулой ГДФ. При взаимодействии с активирован- |
|||||||||
ным рецепторным белком, конфигурация G-белка (β и γсубъединицы) ме- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
няется таким образом, что на место ГДФ становится ГТФ (рисунок 1.5). |
|||||||||
Именно комплекс ГТФ + G-белок способен быть активаторомГследующего |
|||||||||
компонента системы — фермента, образующего вт ричный посредник. |
|||||||||
Известны следующие лиганды, связанные с G-белк |
мембранных |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
рецепторов: ангиотензин II, АТФ, ацетилхолин (мускариновые рецепто- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
ры), нейромедин В, гастрин-РГ, брадикинин, вазопрессин, глюкагон, веще- |
|||||||||
ство Р, гистамин, глутамат, люлиберин, не ропептид Y, норадреналин, |
|||||||||
ПТГ, серотонин, ТТГ, фактор |
|
|
Г |
|
холецистокинин, |
||||
|
|
тромбоцитов, |
|||||||
эндотелин, метионин-энкефалин др. |
й |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
активации |
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 1.5 — Особенности передачи возбуждения в метаботропных синапсах |
|||||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Система сигнальной трансдукции, опосредованная мембранными |
|||||||||
ерецепторами, включает следующие события: |
|
|
|
|
|||||
взаимодействие рецептора с сигнальной молекулой (первичным по- |
|||||||||
Рсредником); |
|
|
|
|
|
|
|
|
активацию мембранного фермента, ответственного за образование вторичного посредника;
образование вторичного посредника (сАМР, сGМР, ИФ3, ДАГ или Са2+);
16
активацию вторичными посредниками специфических белков, главным образом, протеинкиназ, которые, в свою очередь, фосфорилируют различные белки-мишени, оказывая влияние на активность внутриклеточных процессов.
Схема молекулярных механизмов клеточной сигнализации
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
Первичный посредник |
|
|
Г |
У |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Аденилатциклаза Гуанилатциклаза |
Фосфолипаза С |
|
|||||||
↓ |
|
|
↓ |
|
|
↓ |
|
|
|
АТФ |
ГТФ |
Фосфатидолинозитол-4,5- дифосфат |
|
|
|||||
↓ |
↓ |
↓ |
|
|
↓ |
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
цАМФ цГМФ Диацилглицерол |
Инозитолтрифосфат |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
белков |
|
|
|
|
↓ |
↓ |
↓ |
|
|
|
↓ |
|
|
|
Са2+ |
Са2+ |
Са2+ |
|
|
|
Са2+ |
|
|
|
Эффекты: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) фосфорилирование белков, конформация |
|
и ответ клетки; |
|||||||
2) связь ионов Са2+ с белками. |
й |
|
|
|
|
|
|||
Вторые посредники, как правило мелкиеГподвижные внутриклеточ- |
|||||||||
ные сигнальные молекулы, они передают сигнал от мембранных рецепто- |
|||||||||
ров на эффекторы (исполнительные молекулы), что сопровождается даль- |
|||||||||
нейшим усилением ответа клетки на гнал. Любой из образующихся по- |
|||||||||
|
о |
действие |
|
|
|
|
|
|
|
средников может опосредовать |
различных гормонов либо один |
||||||||
гормон может изменять метаб лизм клетки через несколько вторых по- |
|||||||||
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
средников. Ко вторым (внурриклеточным) посредникам относятся цикли- |
|||||||||
ческие нуклеотиды (цАМФ и цГМФ), ИТФ, диацилглицерол, Са2+, а также |
|||||||||
АКТГ, АДГ, ТТГ, МСГ, ФСГ, лютропин, паратгормон, опиоиды, глюкагон, |
|||||||||
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кортиколюбер н, кальц тонин, соматостатин. |
|
|
|
|
|
||||
1. Цикл ческ е нуклеотиды (цАМФ, цГМФ). |
|
|
|
|
|||||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цепь реакцийи, ключевым звеном в которой служит цАМФ, выглядит
такп: г рм н → рецептор → активатор (Gs) аденилатциклазы → актив-
ность аденилатциклазы → (цАМФ)↑ → активация цАМФ – зависимой еротеинкиназы А → фосфолирирование различных белков (преиму-
щ ств нно ферментов) → каскад ферментативных реакций → физио- Рлогич ский ответ клетки.
Фундаментальное свойство этой и других систем вторых посредников заключается в том, что сигнал многократно усиливается (феномен мультипликации). Например, достаточно нескольких молекул аденилатциклазы, чтобы активировать многие молекулы других ферментов и пустить в ход нарастающий каскад ферментативных реакций. Таким образом, даже небольшое количество молекул лиганда может вызвать мощный физиологический ответ клетки-мишени.
17
2. Изонитолтрифосфат и диацилглицерол. G-белок активирует фосфолипазу С, что приводит к отщеплению от фосфоинозитолбифосфата фосфолипидов клеточной мембраны двух вторых посредников — цито-
зольного ИТФ и мембранного диацилглицерола. |
|
|
|
У |
||||||||
3. Ионы Са2+— распространенный второй посредник, регулирующий |
||||||||||||
множество процессов. Функционирование ионов Са2+ в качестве вторых |
||||||||||||
посредников возможно лишь при поддержании нормальной (Са2+) в цито- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
||
золе в крайне низких пределах (< 100 нмоль/л), что поддерживается Са2+— |
||||||||||||
АТФазами плазмолеммы и внутриклеточных депо кальция (н-р: ЭПС). Ре- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2+ |
Г |
|
|
|
цепторы ионов Са2+ — Са2+-связывающие белки (например, тропонин С, |
||||||||||||
кальмодулин и др.). |
|
|
|
|
|
тормозить |
|
|
|
|||
облегчать или дублировать друг друга. |
|
|
|
|
|
|||||||
Вторые посредники могут активировать или |
|
реакции кле- |
||||||||||
ток на различные сигналы, поступающие к гормональным рецепторам. |
|
2+ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
||
Одновременно присутствующие в клетке Са и цАМФ огут быть |
||||||||||||
антагонистами, |
равноправными партнерами, включаться п следовательно, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
Влияние цАМФ на внутриклеточный обмен Са2+ зависит от вида кле- |
||||||||||||
снижению содержания Са2+ |
в ц топлазменейронах, так как цГМФ активирует Са2+- |
|||||||||||
ток: в кардиомиоцитах, гепатоцитах, |
|
цитоплазматический Са |
|
|||||||||
под влиянием цАМФ возрастает, тогда как в тромбоцитах, неисчерченных |
||||||||||||
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
мышечных клетках цАМФ снижается. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Действие цГМФ является однонаправленным и всегда приводит к |
||||||||||||
ляет собой разновидн |
рецепторов, |
лигандами которых являются сиг- |
||||||||||
АТФазу. |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II. ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ. Данная группа представ- |
||||||||||||
мин D3. |
|
сть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нальные молекулы гидр ф бн й природы. Это стероидные гормоны, гор- |
||||||||||||
|
ми |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
моны щитов дной железы ( |
иреоидные или производные тирозина), вита- |
|||||||||||
Стероидные гормоны и производные тирозина взаимодействуют с |
||||||||||||
цитоплазмат ческ |
рецепторами, после чего проникают в ядро клетки. |
|||||||||||
В цит пла ме г рмоны связываются с цитозольным рецептором, это необ- |
||||||||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ходимо длязп ступления гормона в ядро, где он образует гормон- |
||||||||||||
тивный к мплекс с ядерным рецептором. Комплекс гормон-рецептор |
||||||||||||
реце |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в этомослучае является вторичным посредником. Ряд эффектов стероидов |
||||||||||||
осущ ствляется вне ядра, на посттранскрипционном уровне в результате |
||||||||||||
взаимодействия с рецепторами рибосом, с плазматическими мембранами |
компонентов цитоскелета, играет важную роль в формировании клеточно- |
|
го ответа на действие различных факторов роста (эпидермального, тром- |
|
боцитарного), инсулина и т. п. |
|
Р |
Переход стероидов в ядро вызывает структурную перестройку хрома- |
тина и активацию генов в соответствующих местах. Стероид рецепторные комплексы способны связываться практически со всеми компонентами хроматина, с ДНК, РНК, некоторыми кислыми и основными белками. Свя-
18
завшись с хроматином, гормон-рецепторный комплекс может увеличивать (или уменьшать) образование специфических мРНК и синтез транспортной РНК. Продукты трансляции мРНК опосредуют эффекты стероидного гормона и в конечном итоге, влияют на синтез белков и ферментов, обеспечивающих клеточный ответ, который развивается в течение нескольких ча-
сов, поскольку связан с изменением экспрессии генов. Ответы клеток- |
||||||||||
мишеней выполняются на разных уровнях реализации генетической ин- |
||||||||||
формации (например, транскрипция, посттрансляционная модификация) и |
||||||||||
крайне разнообразны (изменения режима функционирования клетки, сти- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
муляция или подавление активности ферментов, перепрограммирование |
||||||||||
синтеза белков и т. д.). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рецепция |
тироидных |
гормонов. Рецепторы |
тироидных гормонов |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
представлены несколькими независимыми пулами ядерных цитоплазма- |
||||||||||
тических, митохондриальных рецепторных белков и, возГожно, белков |
||||||||||
плазматических мембран. Действие тироидных г р |
н в существляется |
|||||||||
также после комплексирования их с рецепторами клет чн й мембраны, где |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
они непосредственно влияют на активность нек т рых л кализованных в |
||||||||||
ней ферментов, стимулируют транспорт глюкозыои аминокислот через |
||||||||||
мембрану. Гормон-рецепторные комплексы, образованные на поверхности |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
клетки, попадают в цитоплазму, где комплексируются с белками и обра- |
||||||||||
зуют внутриклеточный фонд (пул) т ро дных гормонов. |
|
|||||||||
Внутриклеточное действие т |
дных гормонов во многом определя- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
||
ется взаимодействием Т3 с |
ецепто |
|
митохондрий и повышением ак- |
|||||||
тивности ферментов-регулят в углеводного обмена. |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
ами |
|
|
|
|
|
Тироидные горм ны (Т3) связываются с рецепторами, локализован- |
||||||||||
ными в ядерном хрома ине.роДальнейшие этапы действия тироидных гор- |
||||||||||
монов (транскрипция ДНК в мРНК, трансляция мРНК и посттрансляцион- |
||||||||||
ные изменен я) |
о |
|
|
|
|
|
|
|||
с действием стероидных гормонов, они стимулиру- |
||||||||||
ют синтез белка во твсех клетках организма. |
|
|
|
|||||||
Поскольку эффекты стероидных и тироидных гормонов связаны с ин- |
||||||||||
дукцией синтесхожиа РНК и белка, их эффекты развиваются медленно, и они |
||||||||||
участвуют в д лгосрочных видах модуляции метаболизма. |
|
|||||||||
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П др |
|
механизмы рецепции гормонов рассматриваются в разделе |
«Эндокринная система». |
|
|
бно |
Количество известных сигнальных путей в живой клетке исчисляется |
|
сотнямип. При этом следует учитывать, что каждый такой вертикальный |
|
путь (от первичного сигнала до внутриклеточной мишени) вовлекает весь- |
|
е |
|
ма длинную цепочку белковых компонентов; различные вертикальные пу- |
|
ти могут так или иначе взаимодействовать между собой; сходные системы |
|
Рпередачи сигналов могут варьировать в зависимости от типа клетки, орга- |
на, ткани, вида организма.
СЕНСОРНАЯ РЕЦЕПЦИЯ — процесс восприятия и преобразования энергии раздражителей внешней и внутренней среды организма в энергию
19
нервных импульсов, передаваемую по чувствительным нервам в ЦНС. Раздражение сенсорных рецепторов в живых организмах осуществляется такими естественными раздражителями, как свет, звук, давление, температура, осмотическое давление, кислотность среды и др. Сенсорный рецеп-
|
|
|
|
|
У |
тор представляет собой нервную клетку или комплекс нервной и эпители- |
|||||
альной клетки, специально приспособленный для восприятия определен- |
|||||
ного типа раздражителей. |
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
||
По расположению сенсорные рецепторы подразделяют на: |
|
||||
экстерорецепторы — воспринимают раздражители из внешней |
|||||
|
|
|
|
Г |
|
среды организма. К ним относятся слуховые, зрительные, обонятельные, |
|||||
вкусовые, осязательные рецепторы; |
|
|
м2 |
|
|
интерорецепторы — воспринимают раздражение из внутренней |
|||||
среды организма. Это висцерорецепторы (сигнализирующие о состоянии |
|||||
|
|
о |
|
|
|
внутренних органов), вестибуло- и проприорецепторы (рецепторы опорно- |
|||||
двигательного аппарата), рецепторы сосудов и ЦНС. Если одна и та же |
|||||
|
Г |
|
|
|
|
разновидность рецепторов (например, хеморецепт ры к СО ) локализова- |
|||||
ны как в ЦНС (продолговатый мозг), так и в других местах (сосуды), то та- |
|||||
|
й |
|
|
|
|
кие рецепторы подразделяются на центральные и периферические. |
|
По характеру контакта со средой экстерорецепторы делятся на:
стоянии от источника раздражен я (зр тельные, слуховые, обонятельные); |
|
р |
|
контактные — возбуждаются |
непосредственном соприкосно- |
вении с ним. Благодаря большому х |
азнообразию человек способен вос- |
о |
|
принимать стимулы разных м дальностей.
дистантные, которые получаютприинформацию на некотором рас-
По разнообразиютв сп инимаемых раздражителей сенсорные ре-
цепторы подразделяют на:
мономодальныехимического— приспособлены для восприятия только одного вида раздраж теля (зр ельные, слуховые, вкусовые);
полимодальныез — приспособлены для восприятия различных видов раздражготелей, напр мер, механического и температурного или механическ , и болевого. К полимодальным рецепторам относятсяпторыирритантные рецепторы легких, воспринимающие как механические (частицы ыли), так и химические (пахучие вещества) раздражители во
евдыхаемом воздухе.
По модальности (по виду воспринимаемой энергии) сенсорные ре-
Рц подразделяют на:
хеморецепторы — воспринимают химические изменения внешней и внутренней среды организма. К ним относятся вкусовые и обонятельные рецепторы, а также рецепторы, реагирующие на изменение состава крови, лимфы, межклеточной и цереброспинальной жидкости (газовый состав крови, осмотическое давление, рН крови, уровня глюкозы и др.);
фоторецепторы — в сетчатке глаза воспринимают световую (электромагниную) энергию;
20