Ядерные рецепторы.
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).
Вторые посредники.
Внутриклеточные сигнальные молекулы (вторые посредники) передают сигнал от мембранных рецепторов на эффекторы (исполнительные молекулы), опосредующие ответ клетки на сигнал. Ко вторым (внутриклеточным) посредникам относятся циклические нуклеотиды (цАМФ и цГМФ), ИТФ, диацилглицерол, Са+, а также продукты окисления арахидоновой кислоты.
- Циклические нуклеотиды (цАМФ, цГМФ). Цепь реакций, ключевым звеном в которой служит цАМФ, выглядит так: гормон → рецептор → активатор (Gs) аденилатциклазы → активность аденилатциклазы → (цАМФ)↑ → активация цАМФ – зависимой протеинкиназы А → фосфолирирование различных белков (преимущественно ферментов) → каскад ферментативных реакций → физиологический 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.
- Изонитолтрифосфат и диацилглицерол. G-белок активирует фосфолипазу С, что приводит к отщеплению от фосфоинозитолбифосфата фосфолипидов клеточной мембраны двух вторых посредников – цитозольного ИТФ и мембранного диацилглицерола.
- Ионы Са2+ - распространенный второй посредник, регулирующий множество процессов. Функционирование ионов Са2+ в качестве вторых посредников возможно лишь при поддержании нормальной (Са2+) в цитозоле в крайне низких пределах (< 100 нмоль/л), что поддерживается Са2+- АТФазами плазмолеммы и внутриклеточных депо кальция (например, эндоплазматический ретикулум). Рецепторы ионов Са2+ - Са2+ связывающие белки (например, тропонин С, кальмодулин и др.).
- Производные арахидовой кислоты.
- Ответы клеток-мишеней выполняются на разных уровнях реализации генетической информации (например, транскрипция, посттрансляционная модификация) и крайне разнообразны (изменения режима функционирования клетки, стимуляция или подавление активности ферментов, перепрограммирование синтеза белков и т, д.).
Эндокринная, нервная и нейроэндокринная регуляция.
В организме имеются 2 регуляторные системы – нервная и эндокринная. Основные задачи эндокринной системы – поддержание гомеостаза организма в целом, регулирование функций органов, систем органов и клеточных популяций. Практически теми же словами определяются и задачи нервной системы. Эти регуляторные задачи выполняются эндокринной системой гуморальным путем при помощи циркулирующих во внутренней среде организма многочисленных гормонов (гуморальная регуляция), а нервной системой – при помощи строго организованных анатомических структур (нервная регуляция). Поскольку и нервная и эндокринная системы выполняют одну и ту же – регуляторную – функцию, можно полагать, что и используемые принципы окажутся сходными (например, иерархичность организации, сочетанные и антагонистические эффекты на клетки-мишени, восходящие и нисходящие связи, наличие обратной связи (как отрицательной, так и положительной) и саморегулирующихся контуров, мультипликация эффектов). Существенно также, что обе системы, выполняя ту же самую – регуляторную – функцию, не могут не взаимодействовать друг с другом в условиях целостного организма. В связи с этим сложилось представление о нейроэндокринной регуляции – о сочетанной деятельности мозга и нервных проводников, эндокринных клеток и их мишеней – системе, осуществляющей регуляцию конкретных функций организма. Для нейроэндокринной регуляции ключевым является понятие о саморегулирующихся регуляторных контурах.
Регуляторные контуры. Типичный пример регуляторного контура – половая функция женщины. В этом иерархическом контуре можно выделить «сверху вниз» следующие уровни: нейроны коры большого мозга, подкорковые структуры, нейроэндокринные клетки гипоталамуса, эндокриноциты передней доли гипофиза, эндокринные клетки-мишени половых гормонов.
- Сигналы каждого уровня оказывают регуляторное воздействие на следующий уровень в направлении «сверху вниз».
- Каждый уровень контура направляет гуморальные или нервные сигналы к вышерасположенным уровням (чаще – по принципу отрицательной обратной связи – подавляя активность этих уровней).
- В структурах мозга существуют относительно автономные генераторы ритма.
- Один из таких генераторов обеспечивает циклический характер функционирования женской половой системы в виде саморегулирующегося нейроэндокринного контура – овариально-менструального цикла.