6.Лиганд-рецепторное взаимодействие. Вторичные посредники

Механизмы трансмембранной передачи сигналов

Наиболее подробно изучены четыре основных механизма трансмембранной передачи сигналов:

1.проникновение растворимых в липидах лигандов через мем­брану и их действие на внутриклеточный рецептор - ядерный или цито-зольный (стероидные и тиреоидные гормоны);

2.использование трансмембранного рецепторного белка, фер­ментативная активность которого регулируется лигандом (инсулин, эпидермальный фактор роста и др.). Это односегментныи трансмем-бранный рецептор;

3.закрытие или открытие трансмембранных ионных каналов при связывании с лигандом;

4.использование трансмембранного рецептора для стимуляции сигнального передающего белка (G-белка), который активирует уже внутриклеточный посредник. Это семисегментный трансмембранный рецептор.

Вторичные посредники

Рецепторы, связанные с G-белком, обычно запускают целую цепь событий, изменяющих в клепке концентрацию одной или нескольких внутриклеточных сигнальных молекул, которые называются вторич­ными посредниками. Эти молекулы в свою очередь изменяют поведение других белков в клетке-мишени.

Ко вторичным посредникам относятся: 1) циклический аденозинмонофосфат (с AMP); 2) циклический гуанозинмонофосфат (с GMP); 3) инозитолтрифосфат (1Р3), 4) диацилглицерол (ДАГ), 5) ионы кальция (Са2⁺).

7.Понятие о раздражимости и возбудимости.

8.Потонциал покоя как основа для возникновения электрических сигналов.

Потенциал покоя – это разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностью мембраны у клетки, которая находится в состоянии физиологического покоя. При этом наружная сторона заряжена положительно, внутренняя- отрицательно. Величина ПП может быть в пределах 30—90 мВ. Для обозначения величины отри­цательного заряда мембраны применяют символ Е0 (Е0 = = 30—90 мВ). В механизме возникновения потенциала покоя ведущая роль принадлежит следующим факторам.

1. Наличие разности концентраций (градиентов) ионов К+ и Na+ между внутриклеточной и внеклеточной средой

2. Различная проницаемость клеточных мембран для мине- ральных ионов.

3. Работа натрий-калиевого насоса, которая вносит вклад в создание потенциала покоя

9. Рецепторный потенциал.

Рецепторным потенциалом называют изме­нение уровня поляризации мембраны рецептора, вызываемое воздействием раздражителя. Это местный потенциал, который быстро уменьшается (затухает) по мере удаления от точки воз­никновения. Между силой действующего раздражителя и ве­личиной рецепторного потенциала существует логарифмиче­ская зависимость.

Преобразование рецепторного потенциала в потенциал действия происходит благодаря возникновению локальных круговых токов между деполяризованной мембраной рецепто­ра и ближайшим перехватом Ранвье (в мякотных нервных во­локнах, рис. 4.5). На мембране нервного волокна в области та­ких перехватов сосредоточено много электроуправляемых на­триевых каналов. Под влиянием кругового тока мембрана в перехвате Ранвье деполяризуется до критического уровня и эти

каналы открываются и обеспечивают генерацию потенци­ала действия.

Таким образом, в афферентных нервных волокнах потен­циал действия первично возникает на ближайшем к рецептору участке мембраны нервного волокна, имеющем потенциалза-висимые натриевые каналы. Возникнув в начале волокна, по­тенциал действия проводится вдоль него по направлению к те­лу нейрона и далее к нервным центрам.

В сенсорных рецепторах, которые образованы не нервными оконча­ниями, а целостными нервными или эпителиальными клетками, возник­ший рецепторный потенциал оказывает возбуждающее действие на чув­ствительное нервное окончание через синаптическую связь. При возник­новении рецепторного потенциала в синаптическую щель выделяется медиатор, который деполяризует постсинаптическую мембрану нервного окончания, и на ближайшем безмиелиновом участке этого волокна воз­никает потенциал действия, передающийся к нервным центрам.

В хеморецепторах механизм генерации рецепторного потенциала не­сколько отличается от механизма в механорецепторах. Так, в обонятель­ных рецепторах молекула вещества (одоранта) связывается с чувстви­тельным к нему рецептором, что приводит к активации цепочки биохими­ческих реакций, образующих вещества (так называемые вторичные по­средники), которые открывают в мембране рецептора натриевые и кальциевые каналы. Вход в рецепторную обонятельную клетку Na и Са2+ обеспечивает генерацию на ее мембране рецепторного потенциала.

При длительном непрерывном действии раздражителя в некоторых видах рецепторов рецепторный потенциал, несмот­ря на продолжающееся воздействие раздражителя, может постепенно уменьшаться. В таком случае частота возникаю­щих в афферентном нервном волокне импульсов также умень­шается. Интенсивность ощущения при этом тоже снижается, и оно может исчезнуть совсем. Такие рецепторы называют адаптирующимися. К быстроадаптирующимся рецепторам от­носятся тактильные (воспринимающие прикосновение), обо­нятельные и ряддругих. К практически неадаптирующимся ре­цепторам относят слуховые дуги аорты икаротидного тельца, воспринимающие давление и растяжение