ЛЕКЦІЯ №10 на тему: «МІЖКЛІТИННІ ВЗАЄМОДІЇ»
ПЛАН ЛЕКЦІЇ
1-Типи хімічної сигналізації в організмі
2- Види рецепторів;
3- Молекули клітинної адгезії;
4- Типи міжклітинних контактів;
5- Механізми міжклітинних взаємодій;
6- Кальцієвий сигнал;
7- Запрограмована смерть клітини.
1)Типи хімічної сигналізації в організмі
В одноклітинних організмів єдина клітина здійснює всі функції необхідні для життєдіяльності:
рух,транспорт та обмін речовин, синтез, розмноження.
Для існування багатоклітинного організму необхідна система координації поведінки клітин, яка зумовлена міжклітинною сигналізацією, що необхідна для регулювання розвитку клітин та їхньої організації у тканини, контролю росту та поділу клітин, координації їхньої активності. Велике значення у взаємодії клітин, а також клітин з позаклітинним середовищем мають різні молекули клітинної адгезії (лат. прилипання). Між сусідніми клітинами багатоклітинного організму підтримується безпосередній зв'язок з допомогою міжклітинних контактів (термін М.К. визначає взаємодію сусідніх клітин за допомогою міжклітинного матриксу або спеціалізованих ділянок плазматичних мембран).
Електронно-мікроскопічне дослідження свідчить, що такі ділянки мембрани, а нерідко ділянки примембранного матриксу, мають високоспеціалізовану структуру.
ВИДИ СИГНАЛІЗАЦІЇ
Вирішальну роль у координації функції клітин організму належить нервовій та ендокринній системам, які здійснюють хімічну сигналізацію.
Відмінність полягає у тому, що нервові клітини передають сигнали значно швидше (у вигляді ПД сигнал поширюється по волокну і генерує виділення нейромедіатора, який шляхом дифузії досягає клітини-мішені за мілісекунди), ніж ендокринні, які перетворюють сигнал у хімічний (гормони потрапляють у кровотік, спроможні діяти у дуже низьких концентраціях – нижче 10-8 моль/л).
СПЕЦИФІЧНІ СИГНАЛИ
Міжклітинна сигналізація потребує позаклітинних сигнальних молекул – первинних посередників, і відповідних рецепторних білків у кожній клітині, котрі зв'язують сигнальні молекули.
Деякі жиророзчинні молекули дифундують через ПМ клітин-мішеней, активують внутрішньоклітинні рецепторні білки, що регулюють транскрипцію специфічних генів.
Більшість позаклітинних сигнальних молекул є гідрофільні і здатні активувати рецепторні білки лише на поверхні клітин-мішеней.
2)Види рецепторів
Існують три головні родини рецепторів клітинної поверхні, кожна з яких перетворює сигнал у власний спосіб:
- ІОНОТРОПНІ РЕЦЕПТОРИ;
- МЕТАБОТРОПНІ РЕЦЕПТОРИ;
- ФЕРМЕНТЗАЛЕЗНІ РЕЦЕПТОРИ.
ІОНОТРОПНІ РЕЦЕПТОРИ
- рецептори, що асоційовані з іонними каналами, які відкриваються або закриваються у відповідь на дію нейромедіатора;
АЦЕТИЛХОЛІНОВИЙ РЕЦЕПТОР
Складається з 5 субодиниць (2α+β+γ+δ), які формують канал;
d=9 нм; l=11 нм.
α-субодиниця містить АХ - сайт ;
АХ зв'язуючись відкриває канал.
РЕЦЕПТОРИ
Нікотиновий АХ-рецептор
Іонотропний
Мозок, нейром”язові контакти
Формують іонні канали
Швидка відповідь
Зв'язує інші ліганди: нікотин, токсини
Мускариновий АХ-рецептор
Метаботропний
Мозок, ганглії, автономна НС
Нейрофармакологія
Нікотиновий АХ-рецептор
Агоніст - нікотин
Антагоніст – α-бугаротоксин, гонотоксин, α-нейротоксин отрути кобри, кураре.
Мускариновий АХ-рецептор
Агоніст - мускарин
Антагоніст – атропін, скополамін
Нейрофармакологія
Нікотиновий АХ-рецептор
Агоніст - нікотин
Антагоніст – α-бугаротоксин, гонотоксин, α-нейротоксин отрути кобри, кураре.
Нейрофармакологія
Нікотиновий АХ-рецептор
Агоніст - нікотин
Антагоніст – α-бугаротоксин, гонотоксин, α-нейротоксин отрути кобри, кураре.
Гонотоксин
(блокує AChR)
α-бугаротоксин α-латротоксин
(безповоротно блокує nAChR)
АХ ІНДУКУЄ КОНФОРМАЦІЙНІ ЗМІНИ В РЕЦЕПТОРІ
ГЛУТАМАТНІ РЕЦЕПТОРИ
Іонотропні
NMDA, AMPA, каїнатні
Неселективні катіонні канали - збудження
Додаткова особливість NMDA-рецепторів – дозволяють вхід іонів Са2+ - що в свою чергу діє як вторинний месенджер
Метаботропні (mGluR)
Опосередковано модулює постсинаптичні іонні канали
Можуть бути збуджуючі або гальмівними
Повільна дія
Місце дії
ЦНС (синапси мозку)
Синтез
Замінних амінокислот – з глутаміну в гліальних клітинах
Транспорт
Зворотне поглинання за допомогою збуджуючих амінокислотних транспортерів (Excitatory Amino Acid Transporters (EAAT))
Нейрофармакологія
Агоністи
Каїнат
Токсини грибів
Токсини водоростей та мідій
Антагоністи
Отрута лійки та виділення павука
Отрута черепашки слимака
РЕЦЕПТОРИ
Іонотропні
GABAA, GABAC
Cl-канали
Метаботропні
GABAВ
Активує К+- і блокує Са2+- канали
Нейрофармакологія
Агоністи
Бензодіазепін (валіум), барбітурати, алкоголь, стероїди
Антагоністи
Пікротоксин
МЕТАБОТРОПНІ РЕЦЕПТОРИ
- рецептори зв'язані з G-білками, які непрямим шляхом через G-білки активують або інактивують ферменти, зв'язані з мембраною, або іонні канали; ці рецептори діють як перетворювачі сигналів і зумовлюють виникнення сигналів в/к вторинних посередників, що забезпечують відповідь клітини.
МУСКАРИНОВІ РЕЦЕПТОРИ
Мускаринові рецептори
Асоційовані з G-білками рецептори, що активують інші іонні канали через вторинні месенджери
Ідентифіковані в нейромязових контактах міокардіальної і поперечнопосмугованої м'язових тканин, гландах, містяться в мозку та автономній нервовій системі
Агоністи
Мускарин
РЕЦЕПТОРИ
Метаботропні
Асоційовані з G-білками рецептори
Активуються або інгібуються аденілілциклазою
Нейрофармакологія
Агоністи
Гіперактивність
Антагоністи
Токсин правця
Кокаїн – блокує
Місце дії
Мозок,
синаптичні ганглії
ФЕРМЕНТЗАЛЕЖНІ РЕЦЕПТОРИ
рецептори, що сполучені з ферментами, що безпосередньо діють як ферменти або асоційовані з ними;