Физа_экз_мин
.pdf
18-19. Ионный механизм генерации потенциала действия. Связь различных потенциалов действия с ионными токами. 19. Потенциал действия, его фазы и изменение возбудимости в течение потенциала действия: график и объяснение причины.
В основе потенциала действия лежат последовательно развивающиеся во времени изменения ионной проницаемости клеточной мембраны.
Как отмечалось, в состоянии покоя проницаемость мембраны для калия превышает ее проницаемость для натрия. Вследствие этого поток К'+ из цитоплазмы во внешний раствор превышает противоположно направленный поток Na+ Поэтому наружная сторона мембраны в покое имеет положительный потенциал по отношению к внутренней.
При действии на клетку раздражителя проницаемость мембраны для Na+ резко повышается и в конечном итоге становится примерно в 20 раз больше проницаемости для К'+. Поэтому поток Na+ из внешнего раствора в цитоплазму начинает превышать направленный наружу калиевый ток. Это приводит к изменению знака (реверсии) мембранного потенциала: внутреннее содержимое клетки становится заряженным положительно по отношению к ее наружной поверхности. Указанное изменение мембранного потенциала соответствует восходящей фазе потенциала действия (фаза деполяризации).
Повышение проницаемости мембраны для Na+ продолжается лишь очень короткое время. Вслед за этим проницаемость мембраны для Na+ вновь понижается, а для К+ возрастает. Процесс, ведущий к понижению ранее увеличенной натриевой проницаемости мембраны, назван натриевой инактивацией. В результате инактивации поток Na+ внутрь цитоплазмы резко ослабляется. Увеличение же калиевой проницаемости вызывает усиление потока К+ из цитоплазмы во внешний раствор. В итоге этих двух процессов и происходит реполяризация мембраны: внутреннее содержимое клетки вновь приобретает отрицательный заряд по отношению к наружному раствору. Этому изменению потенциала соответствует нисходящая фаза потенциала действия (фаза реполяризации).
20.Типы биоэлектрической активности на примере нервных клеток. Влияние долго длящейся поляризации на биоэлектрическую активность клеток. Влияние коротко длящейся поляризации на биоэлектрическую активность клеток.
Потенциал действия ,вызванный искусственной внутриклеточной деполяризацией, возникал у клеток с не меняющимся потенциалом покоя. Такие клетки, которые самостоятельно не генерируют потенциалы действия, называются молчащими. Это первый тип биоэлектрической активности нейронов Ко второму типу биоэлектрической активности клеток относятся нейроны, способные
самостоятельно генерировать потенциалы действия. К этому типу относятся клетки, генерирующие регулярную ритмическую активность, нерегулярную ритмическую активность и регулярную пачечную активность.
К Третьему типу биоэлектрической активности клеток относятся нейроны, способные самостоятельно генерировать флуктуации потенциала покоя, не достигающие критического потенциала. Обычно флуктуации бывают синусоидальной или пилообразной формы.
Длительная деполяризация и гиперполяризация постсинаптической мембраны нервных клеток значительно влияет на их биоэлектрическую активность. Эти процессы особенно важны для понимания межклеточного взаимодействия и "поведения" отдельных клеток в условиях действия синаптических влияний.
Деполяризация:
-Ритмическая активность: Нервные клетки на постоянный деполяризующий электрический ток отвечают ритмическими разрядами потенциалов действия.
-Инактивация Na+-каналов: Если деполяризация продолжается, это препятствует полному восстановлению Na+-каналов.
-Постактивационное торможение: После прекращения длительной деполяризации наблюдается период постактивационного торможения, когда клетки не генерируют потенциалы действия.
Гиперполяризация:
-Уменьшение спонтанной активности и увеличению амплитуды потенциалов действия. -Посттормозная активация, при котором клетки генерируют потенциалы действия с более высокой частотой, чем до гиперполяризации.
Короткие импульсы деполяризующего и гиперполяризующего тока также существенно влияют на биоэлектрическую активность клеток, хотя и несколько иначе по механизму и результатам.
Деполяризация:
-Генерация потенциала действия -Минимальная длительность и сила тока: Короткий импульс деполяризующего тока
должен иметь достаточную силу, чтобы быть эффективным. В противном случае клетка не достигнет необходимого уровня возбуждения.
Гиперполяризация:
-Снижение возбудимости: Кратковременная гиперполяризация уменьшает вероятность возникновения потенциалов действия.
-Восстановление возбудимости: После прекращения короткого гиперполяризующего импульса клетка может быстро восстановить свою исходную активность.
21.Уравнение общего тока, текущего в покое через мембрану. ЭДС мембранных токов. Вольт-амперные характеристики ионных каналов, связь различных типов ПД с ионными токами
Мембрана как электрическая схема:
● билипидный слой (Cm, емкостной компонент = конденсатор); ● ионные каналы (Rm, резистивный компонент = резистор);
● Na/K-АТФаза (Em, батарея).
Еm — мембранный потенциал в состоянии покоя;
Vm — любой мембранный потенциал и в состоянии покоя, и при активности; Vm — любое изменение мембранного потенциала.
— ток сопротивления (ток, идущий через сопротивление);
—емкостной ток (протекает по емкости мембраны, изменяя заряд на ней);
—ток, текущий через мембрану.
ВАХ невозбудимой мембраны линейная. При изменении мембранного потенциала от уровня ПП до 0 ее электропроводность остается неизменной. С уменьшением абсолютного значения мембранного потенциала плотность ионного тока сквозь невозбудимую мембрану пропорционально уменьшается( по закону Ома)
ВАХ возбудимой мембраны нелинейная. При уменьшении трансмембранной разности потенциалов до определенного значения(не до 0) плотность ионного тока падает до 0, а затем дальнейшее уменьшение абсолютного значения мембранного потенциала приводит к резкому нарастанию тока, который изменяет направление
22. Молекулярные механизмы регуляции работы ионных каналов. Центры связывания ионных каналов с химическими соединениями на примере натриевых потенциалуправляемых ионных каналов.
Ионные каналы являются ключевыми компонентами клеточных мембран, обеспечивающими прохождение ионов через мембрану и, таким образом, регулирующими биоэлектрическую активность клеток.
-Регуляция мембранным потенциалом: Потенциал-управляемые каналы -Химическая регуляция: Лиганды -Фосфорилирование: Киназы
-Взаимодействие с другими белками: Сигнальные комплексы.
Натриевые потенциал-управляемые ионные каналы (NaV) имеют несколько центров связывания, которые модулируют их активность.
-Сайт связывания с токсинами:
-Тетродотоксин (TTX): Этот нейротоксин связывается с внешней поверхностью NaV, блокируя прохождение Na через канал и предотвращая генерацию потенциала действия.
-Саксафитоксин: Подобно TTX, саксафитоксин блокирует NaV, связываясь с внешней поверхностью и предотвращая ионный ток.
-Сайт связывания с местными анестетиками: Эти вещества связываются с внутренней частью NaV, блокируя ионный ток и вызывая локальную анестезию путем предотвращения генерации и проведения потенциалов действия.
-Сайт связывания с антиэпилептическими препаратами: помогает предотвратить эпилептические припадки.
-Сайт связывания с модуляторами: Протеинкиназы могут фосфорилировать NaV и изменять его чувствительность к деполяризации.
ПРОВЕДЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО НЕРВНОМУ ВОЛОКНУ. СТРУКТУРА И РАБОТА ХИМИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИНАПСОВ.
1. Электротоническое проведение возбуждения в нервном волокне
Возникнув в участке мембраны, возбуждение обладает способностью распространяться по мембране. Это свойство возбуждения имеет важное значение для работы нервной системы.
Возбуждение распространяется по нервным волокнам в обе стороны от места своего возникновения. Условием беспрепятственного распространения возбуждения является морфологическая и функциональная целостность нервного волокна. Возбуждение, распространяющееся по волокну, входящему в состав нерва, не передается на соседние нервные волокна.
Местное возбуждение (электротонический потенциал) распространяется по мембране с затуханием, на небольшое расстояние, без затрат метаболической энергии.
Распространяющееся возбуждение (потенциал действия) проводится без затухания, на сколь угодно большие расстояния, для распространения требуется энергия АТФ.
Вбезмиелиновых нервных волокнах механизм распространения потенциала действия основан на том, что в каждом соседнем участке мембраны волокна происходит генерирование нового потенциала действия (градуальное распространение возбуждения). В миелиновых нервных волокнах потенциалы действия генерируются только в области перехватов Ранвье (скачкообразное распространение возбуждения).
Вмиелиновых нервных волокнах скорость распространения возбуждения выше, чем в безмиелиновых, вследствие скачкообразного (сальтаторного) характера распространения возбуждения.
2.Электрическое и химическое взаимодействие клеток. Проведение возбуждения между клетками Контакты клеток типа Tight junction, intermediate junction, desmosome, communicating junction (with gap junction (single gap junction channels & clusters) и without gap junctions). Их роль в проведении возбуждения
Плотный контакт - это зона характеризуется слияниями внешних листков мембран соседних клеток с образованием одиночной электронно-плотной полосы вдоль контакта и представляет собой сеть ветвящихся тонких гребней.
Промежуточный контакт - есть межклеточная щель (150-200А) заполненная гомогенным материалом низкой электронной плотности.
Десмосома - локальное дискообразное электронно-плотное образование располагающееся параллельно листку каждой клеточной мембраны. Межклеточное пространство - 240А. От каждой десмосомы внутрь расходятся пучки фибрилл.Септированный контакт - межклеточное пространство 150-170А пересекается перегородками.
Щелевой контакт - щель шириной 20-40А. Именно этот тип контакта представляет интерес для физиологии с позиции межклеточного взаимодействия.
3.Химический синапс, его ультраструктура Механизм передачи сигнала в химическом синапсе. Медиаторы. Механизм возникновения постсинаптического потенциала. Понятие об ионотропных и метаботропных рецепторах.
Ультраструктура:
Конечная часть аксона (синаптическое окончание), подходя к иннервируемой клетке, теряет миелиновую оболочку и образует на конце небольшое утолщение (синаптическую бляшку). Ту часть мембраны аксона, которая контактирует с иннервируемой клеткой, называют пресинаптической мембраной. Синаптическая щель – узкое пространство между пресинаптической мембраной и мембраной иннервируемой клетки, которое является непосредственным продолжением межклеточного пространства. Постсинаптическая мембрана – участок мембраны иннервируемой клетки, контактирующий с пресинаптической мембраной через синаптическую щель.
Этапы и механизмы передачи возбуждения в возбуждающем химическом синапсе:
1)Синтез медиатора Медиатором называют химическое вещество, которое обеспечивает одностороннюю передачу возбуждения в химическом синапсе.
2)Секреция медиатора Содержимое синаптических пузырьков может выбрасываться в синаптическую щель путем экзоцитоза.
3)Взаимодействие медиатора с рецепторами постсинаптической мембраны Молекулы медиатора диффундируют через синаптическую щель и достигают
постсинаптической мембраны, где связываются с рецепторами хемочувствительных Na+ -каналов.
4)Инактивация медиатора Ферменты, находящиеся в синаптической щели, разрушают молекулы медиатора. 5)Генерация ПД
В нейро-мышечном синапсе амплитуда единичного ВПСП (возбуждающий постсинаптический потенциал) достаточно велика. Поэтому для генерации ПД в мышечной клетке достаточно прихода одного нервного импульса. Генерация ПД в мышечной клетке происходит в области, окружающей постсинаптическую мембрану.
Ионотропные рецепторы непосредственно связаны с ионными каналами клетки. А метаботропные рецепторы не имеют прямой связи с ионными каналами на поверхности клетки или её везикул и осуществляют передачу сигнала на них через те или иные внутриклеточные сигнальные механизмы, нередко — через G-белки.
4. Электричесий и химический синапсы, сравнительная характеристика. Их физиологические свойства, чувствительность к внешним регуляторным воздействиям.
Особенности ультраструктуры электрического синапса:
-узкая (около 5 нм) синаптическая щель; -наличие поперечных канальцев, соединяющих пресинаптическую и постсинаптическую мембрану.
Особенности ультраструктуры химического синапса:
-широкая (20–50 нм) синаптическая щель; -наличие в синаптической бляшке синаптических пузырьков (везикул), заполненных химическим веществом, при помощи которого передается возбуждение;
-в постсинаптической мембране имеются многочисленные хемочувствительные каналы (в возбуждающем синапсе – для
Nа+ , в тормозном – для Cl – и К +), но отсутствуют потенциалчувствительные каналы.
5.Регуляция синаптической передачи (синаптическое облегчение и синаптическая депрессия). Регуляция высвобождения и обратного захвата нейромедиатора. Пресинаптические рецепторы (ауто- и гетерорецепторы). Способы инактивации нейромедиатора
В тормозном химическом синапсе молекулы медиатора, взаимодействуя с рецепторами постсинаптической мембраны, вызывают открытие К+ - и Cl – -хемочувствительных каналов. Вход в клетку Cl– и дополнительная утечка из клетки К+ приводят к гиперполяризации постсинаптической мембраны, которую называют тормозным постсинаптическим потенциалом (ТПСП) . Возникшая гиперполяризация, во-первых, снижает возбудимость клетки. Во-вторых, ТПСП может нейтрализовать возникший в другом месте клетки ВПСП.
Гетерорецепторы отвечают на нейротрансмиттеры, нейромодуляторы или нейрогормоны высвобождающиеся из близлежащих нейронов или других клеток. Гетерорецепторы противопоставляются ауторецепторам, которые чувствительны только к нейротрансмиттерам или гормонам, тех клеток в которых они располагаются. Согласно современным представлениям существует три способа инактивации медиатора: диффузия из синаптической щели; обратный захват пресинаптическим окончанием и ферментативная деградация.
6.Понятие – сигнальная молекула. Классификация сигнальных молекул. Виды межклеточной сигнализации: эндокринная, паракринная, юкстакринная, интракринная.
Клетки-мишени – это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белков-рецепторов. Эти белки-рецепторы располагаются на наружной мембране клетки, или в цитоплазме, или на ядерной мембране и на других органеллах клетки.
Основные этапы гормональной регуляции:
Синтез сигнальной молекулы→ Транспорт сигнальной молекулы→ Связывание сигнальной молекулы с рецептором клетки-мишени→ Связывание сигнальной молекулы с рецептором клетки-мишени→ Активация (ингибирование) внутриклеточной молекулы-
эффектора→ Изменение метаболизма клетки-мишени/ Инактивация сигнальной молекулы -аутокринная регуляция (саморегуляция биохимических процессов в клетки методами
обратной связи, субстратной индукцией, а также с помощью свободно-радикальных метаболитов, супероксида и оксида азота)
-паракринная регуляция (тканевые гормоны, нейромедиаторы) -эндокринная регуляция (истинные гормоны)
7. Физиологическое значение способов ограничения диффузии сигнальных молекул. Роль фосфорилирования и дефосфорилирования в передаче внутриклеточного сигнала
Физиологическое значение.
Значение: для обеспечения локального действия сигнальных молекул, ограничения времени действия молекул.
Способы:
1)Образование межклеточных контактов, ограничивающих диффузию
2)Быстрый эндоцитоз сигнальных молекул соседними клетками
3)Разрушение сигнальных молекул внеклеточными ферментами
4)Быстрое самостоятельное разрушение
5)Иммобилизация во внеклеточном матриксе
6)Образование комплекса с транспортным белком (в составе таких комплексов молекула становится недоступной ни для рецепторов, ни для разрушающих ферментов).
Роль фосфорилирования: (ковалентная модификация фермента, осуществляется протеинкиназами)
1)Изменение конформации белков и активация ферментов (которые в свою очередь тоже могут обладать киназной активностью => волновая активация белков)
2)Создание в молекулах белков стыковочных участков (вовлечение в процесс новых белков, которые взаимодействуют с уже активированными элементами сигнального пути)
Роль дефосфорилирования: (осуществляется протеинфосфатазами)
1)Удаление фосфата и выключение сигнальной цепи
2)Удаление фосфата после активации сигнального пути Виды протеинфосфатаз: серинтреониновая и тирозиновая.
Фосфорилирование модифицирует белки добавлением отрицательно заряженных групп к серинам, треонинам и реже к тирозинам. Эти нейтральные гидрокси аминокислотные остатки типично экспонируются на поверхности и часто между регуляторными субъединицами белка. Фосфорилирование существенно меняет химические свойства белков. В результате белок становится способным распознать, связать, активировать, деактивировать, фосфорилировать или дефосфорилировать свои субстраты. Таким образом, фосфорилирование может включать и выключать ферменты => Фосфорилирование и дефосфорилирование – основной механизм регуляции белковой
активности (протеинфосфатазы убирают эффект фосфорилирования белков).
8.Специфичность лиганд-рецепторного взаимодействия и аффинность. Классификация рецепторов по механизму развития событий и локализации. Особенности передачи сигнала в рецепторах-каналоформерах.
По морфологическому принципу синапсы подразделяют на:
• нейро-мышечные (аксон нейрона контактирует с мышечной клеткой);
• нейро-секреторные (аксон нейрона контактирует с секреторной клеткой);
• нейро-нейрональные (аксон нейрона контактирует с другим нейроном):• аксосоматические (с телом другого нейрона),
• аксо-аксональные (с аксоном другого нейрона),
• аксо-дендритические (с дендритом другого нейрон).
Лигандом называют молекулу, которая может взаимодействовать с участком связывания молекулярного рецептора – специфическим участком молекулы, в основном, белковой природы, встроенной в мембрану клетки (мембранные рецепторы) или находящимся в цитоплазме.
При этом возможно два механизма связывания:
• электрическое притяжение между противоположно заряженными ионными или полярными группами лиганда и участка связывания в белке
• слабое притяжение, обусловленное ван-дер-ваальсовыми силами между неполярными областями двух молекул.
Силу связывания лиганда с участком связывания белка называют аффинностью или сродством. В зависимости от того, с позиции лиганда или участка связывания описывают аффинность, говорят либо об аффинности лиганда по отношению к участку связывания, либо об аффинности участка связывания по отношению к лиганду. В общем случае говорят об аффинности лиганд-рецепторного взаимодействия.
9.Понятие вторичные мессенджеры, классификация, характеристика.
Вторичный мессенджер гормонов — это вещество, которое передает сигнал от гормона на уровне клетки. Эти вещества выполняют роль посредника между гормоном и реакцией клетки на него. Одним из основных вторичных мессенджеров является циклический аденозинмонофосфат (циклический АМФ).
К наиболее распространенным вторичным посредникам относятся цАМФ (Аденозинмонофосфат) и другие циклические нуклеотиды, ионы кальция, оксид азота. Виды:
1)ионы Са (Са-кальмодулин зависимая протеинкиназа) - передаются через щелевые контакты (гладкие мышцы - перистальтика, сокращение миометрия)
2)циклические нуклеотиды: цАМФ (протеинкиназа A), цГМФ (протеинкиназа G) 3)производные мембранных липидов: инозитол-1,4,5-три-фосфат (IP3) и диацилглицерол (DAG) - протеинкиназа С
4)газы: NO, CO, H2S.
10. G-белки. Классификация, структура, функции. G-белок-ассоциированные рецепторы. Способы передачи сигнала.
G-белки (англ. G proteins) — это семейство белков, относящихся к ГТФазам и функционирующих в качестве вторичных посредников во внутриклеточных сигнальных каскадах. G-белки названы так, поскольку в своём сигнальном механизме они используют замену GDP на GTP как молекулярный функциональный «выключатель» для регулировки клеточных процессов.
G-белки делятся на две основных группы — гетеротримерные («большие») и «малые». Гетеротримерные G-белки — это белки с четвертичной структурой, состоящие из трёх субъединиц: альфа(α), бета (β) и гамма (γ). Малые G-белки — это белки из одной полипептидной цепи, они имеют молекулярную массу 20—25 кДа и относятся к суперсемейству Ras малых ГТФаз. Их единственная полипептидная цепь гомологична α- субъединице гетеротримерных G-белков. Обе группы G-белков участвуют во внутриклеточной сигнализации.
11.Регуляция активности протеинкиназ. G-белки-мономеры. Клеточные эффекты.
Протеинкиназы оказывают значительный эффект на жизнедеятельность клетки, и их активность тщательно регулируется фосфорилированием (в том числе и самофосфорилированием), связыванием с белками-активаторами или белкамиингибиторами и малыми молекулами.
G-белки мономеры гомологичны -субъединицам гетеротримерных G-белков и называются также малыми G-белками
Передают сигнал от активируемых внеклеточными агентами метаботропных рецепторов цитоплазматическим мишеням, таким как элементы цитоскелета и системы везикулярного транспорта.
12.Рецепторы с собственной гуанилатциклазной активностью. Механизм передачи сигнала. Гуанилатциклаза: цитозольная и мембранная. Физиологическая роль.
Рецепторные гуанилатциклазы – трансмембранные белки, способные индуцировать синтез цГМФ, связывающие натрийуретические пептиды, гуанилины и термостабильный бактериальный энтеротоксин. Отличительной чертой рецепторов являются система из 3 петель во внеклеточном домене, образованных дисульфидными связями, и внутриклеточный домен, содержащий примембранный киназа-гомологичный домен и С- концевой гуанилатциклазный домен. Рецепторы с гуанилатциклазной активностью классифицируются на основании входящего в их состав гуанилатциклазного домена (NPR-А, NPR-В, NPR-С). Причём рецептор NPR-С обладает коротким внутриклеточным доменом и существует для связывания избытка сигнального соединения.
Механизм работы рецепторных гуанилатциклаз заключается в связывании киназогомологичными участками молекул АТФ, что позволяет гуанилатциклазным доменам сблизиться и начать выполнять свою функцию. Однако синтез цГМФ прекращается, как только киназогомологичные домены теряют эту способность.
13.Оксид азота, его роль во внутриклеточной передачи сигнала.
Оксид азота (II) также является нейромедиатором, то есть участвует в передаче сигнала между нейронами. Это является частью его функции как газотрансмиттера и участника системы окислительно-восстановительных сигналов. В отличие от большинства других нейромедиаторов, которые способны переносить информацию в химических синапсах только в одном направлении — от пресинаптического нейрона к постсинаптическому при посредстве специализированных трансмембранных клеточных рецепторов, оксид азота (II), очень маленькая, незаряженная, одинаково хорошо растворимая и в воде, и в липидах молекула, не нуждается в специализированных трансмембранных рецепторах, поскольку может легко и свободно диффундировать и проникать в клетки сквозь биологические мембраны, и может переносить информацию в обе стороны.
14. Рецепторы с собственной тирозинкиназной активностью. Тирозиновые протеинкиназы. Каталитический центр тирозиновой протеинкиназы. Механизм передачи сигнала.
Рецепторы с тирозинкиназной активностью. Эти рецепторы при связывании с ними сигнальной молекулы димеризуются, что включает их активность и они фосфорилируют специфичные белки-эффекторы по остаткам тирозина. Активированные рецепторы часто фосфорилируют сами себя, что называется аутофосфорилированием. Например, таким образом действует инсулин (механизмы действия инсулина) и цитокины, относящиеся к факторам роста.
Тирозиновые протеинкиназы — ферменты, которые переносят фосфатную группу от АТФ на остаток аминокислоты тирозина в белке.
15. Рецепторы факторов роста. Этапы сигнального каскада.
Рецепторы фактора роста фибробластов — семейство мембранных белков, класс рецепторных тирозинкиназ, которые связываются с членами семейства факторов роста фибробластов. Мутации этих рецепторов часто приводят к нарушениям, таким как ахондроплазия.
Этапы сигнального каскада:
1)Фактор роста + рецептор с собственной тирозинкиназной активностью
2)Димеризация рецептора и самофосфорилирование остатков тирозина
3)Присоединение адапторных белков к фосфотирозиновым доменам рецептора
4)Адапторные белки активируют GNRP (белок, обеспечивающий обмен гуаниновых нуклеотидов), который в свою очередь активирует Ras. (т.к. Ras-белок – мономерный G- белок, для активации которого требуются дополнительные регуляторные белки)
5)Ras активирует каскад MAP-киназы (MAP-митогенактивирующий протеин)
6)Активная MAP-киназа фосфорилирует факторы транскрипции, изменяя активность различных генов.
16.Рецепторы, освобождающие факторы транскрипции. Этапы передачи сигнала. Внутриклеточные (ядерные) рецепторы, особенности передачи сигнала. Структура ядерных рецепторов.
Освобождающие факторы транскрипции рецепторы – трансмембранные балки, встроенные в плазмолемму и в мембраны эндоплазматического ретикулума. После активации этого типа рецепторов протеолитические ферменты отщепляют от рецепторов обращенный в цитозоль фрагмент, поступающий в ядро клетки испецифический связывающийся с промоторными последовательностями ДНК, что запускает транскрипцию соответствующего гена. Эти рецепторы и освобождаемые ими факторы транскрипции регулируют процессы дифференцировки (спецификации) клеток, внутриклеточное содержание холестерола, а также метаболизм амилоида.
К настоящему времени описаны сотни трансмембранных белков-рецепторов для химических посредников. Эти белки не являются статическими компонентами, их число и чувствительность к лигандам увеличивается или уменьшается в зависимости от продолжительности ответа, а свойства рецепторов изменяются вместе с изменениями физических условий (нисходящая и восходящая регуляция, десентезация).
Ядерные рецепторы – белки-рецепторы стероидных гормонов (минерало - и глюкокортикоиды, эстрогены, прогестины, тестостерон), ретиноидов, тиреоидных гормонов, желчных кислот, витамина D3. Каждый рецептор имеет область связывания лиганда и участок, взаимодействующий со специфическими последовательностями ДНК. Другими словами, ядерные рецепторы – активируемые лигандом факторы транскрипции. В геноме человека имеется более 30 ядерных рецепторов, лиганды которых находятся на стадии идентификации (сиротские рецепторы).
17.Каскадная организация сигнальных систем. Способы регуляции клеточного ответа. Сигнальные сети.
Пути передачи сигнала, или сигнальные пути, часто бывают организованы как сигнальные каскады (англ. signal cascade): количество молекул белков и других веществ, принимающих участие в передаче сигнала, возрастает на каждом последующем этапе по мере удаления от первоначального стимула. Таким образом, даже относительно слабый стимул может вызывать значительный ответ.
18.Эндокринная система как одна из регуляторных систем организма. Гормоны как сигнальные молекулы
Существует два основных типа регуляции физиологических функций, обеспечивающих связь между клетками и органами:
·Нервная – с помощью нервной системы; характеризуется высокой скоростью и точностью; ·Гуморальная – с помощью химических веществ; является генерализованной и медленной.
К одному из видов гуморальной регуляции также относится эндокринная регуляция (помимо нее выделяют паракринную, аутокринную и нейроэндокринную). Основная функция эндокринной системы состоит в управлении долговременными процессами, такими как размножение, рост, гомеостаз жизненно важных систем. Ее регулирующие
функции в норме способны изменяться в зависимости от потребностей организма в тех или иных условиях внешней и внутренней среды.
Эндокринная система отличается от других гуморальных регуляторных систем следующим:
1.Имеет специфические эндокринные клетки. Эти клетки могут диффузно располагаться в организме (ДЭС), собираться в группы или образовывать специализированные железы (эндокринные). Эти структуры хорощо васкуляризованы и иннервируются вегетативной нервной системой
2.Эндокринные клетки выделяют специфические биологически активные вещества – гормоны, действующие на отдельные органы и ткани
3.Гормоны передаются к органам-мишеням по крови
4.Гормоны действуют на специфические рецепторы, обеспечивая лиганд-рецепторные взаимодействия.
Гормоны, выделяемые клетками эндокринной системы, оказывают следующие влияния: ●Кинетическое (влияние на проницаемость мембран, сокращение гладких мышц, секрецию желез)
●Метаболическое (активация и инактивация внутриклеточных ферментов) ●Морфогенетическое (влияние на геном, синтез новых белков и ферментов) ●Поведенческое (влияние на состояние и функции как развивающейся, так и зрелой ЦНС) ●Корригирующее - изменение интенсивности функций органов и тканей; ●Реактогенное - изменение реактивности ткани к действию того же или других гормонов, например, гормоны щитовидной железы усиливают эффекты катехоламинов;
19. Гуморальная регуляция. Отличия от нервного типа регуляции. Виды гуморальной регуляции.
Гуморальная регуляция — один из эволюционно ранних механизмов регуляции процессов жизнедеятельности в организме, осуществляемый через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость, слюну) с помощью гормонов, выделяемых клетками, органами, тканями. У высокоразвитых животных, включая человека, гуморальная регуляция подчинена нервной регуляции и составляет совместно с ней единую систему нейрогуморальной регуляции.
См вопрос 17-18