Метаботропні рецептори
Метаботропні рецептори не є іонними каналами і здійснюють пряму передачу. Медіатор, приєднуючись до Метаботропного рецептору, викликає утворення посередників, які впливають на іонний канал через ряд проміжних біохімічних реакцій.
Рецептори непрямий передачі більш різноманітні. Зазвичай в мембрані вони з’єднані за допомогою жирних кислот з G-білками, які відіграють ключову роль у механізмі непрямий передачі. Про роль G-білків наочно свідчить тяжкість багатьох захворювань, пов’язаних з порушенням їх структури. За відкриття ролі G-білків в передачі сигналу в клітині американським біохімікам М. Родбеллу (1925-1998) і А. Джілмену (р. 1941) була присуджена Нобелівська премія 1994
G-білки складаються з трьох субодиниць, які кодуються різними генами. Кожна субодиниця має багато різновидів, які комбінації дозволяють створювати більш 100 клітинних G-білків. Активація рецепторів медіатором передається G-білкам, що виражається їх взаємодією з ГТФ (гуанінтріфосфорная кислота).
Активовані ГТФ G-білки можуть безпосередньо впливати на іонні канали, викликаючи їх активацію або інгібування. Але частіше їх вплив більш опосередковано і пов’язане з формуванням каскадних шляхів. У каскадах беруть участь посередники – вторинні месенджери, що здійснюють передачу інформації всередину клітини. Типовий біохімічний каскад можна представити наступною схемою: стимул → рецептор → G-білок → фермент мембрани → вторинний месенджер → фермент цитоплазми. Первинними мессенджерами вважаються самі ліганди, які взаємодіють з рецептором (медіатори або гормони).
Вторинних месенджерів досить багато, але найбільш важливим з них, безсумнівно, є ц-АМФ. Роль ц-АМФ як вторинної месенджера була показана американським біохіміком Е. Сазерлендом (1915-1974), лауреатом Нобелівської премії 1971 р
Продукується ц-АМФ з АТФ під дією мембранного ферменту аденілатциклази. У свою чергу, ц-АМФ активує фермент цитоплазми протеїн, яка фосфорилирует безліч білків, що змінюють цим свою активність. Такими білками можуть бути і білки іонних каналів.
Активація Са2 + – зв’язуючим білка кальмодулина аналогічна активації протеїнкінази ц-АМФ, тільки в ролі вторинного месенджера виступають іони Са2 +.
Вторинні месенджери не тільки дозволяють переводити позаклітинні сигнали у внутрішньоклітинні, але і забезпечують значне посилення сигналу. З їх допомогою відбувається надзвичайно гнучке регулювання ефектів зовнішніх сигналів. Можливо активний вплив на фундаментальний процес синтезу білків. Дія медіаторів, опосередковане непрямими механізмами, може тривати від декількох мілісекунд до декількох років (Ніколс Дж. [И др.], 2008).
Особливий інтерес для розуміння механізмів пам’яті представляють ретроградні месенджери, що здійснюють зворотний перенос інформації – від постсинаптичного до пресинаптичного нейрона. Одним з кандидатів на роль ретроградного месенджера виступає окис азоту (NO), легко проникаюча через клітинну мембрану. Проте останнім часом розглядаються й інші речовини, включаючи пептиди.
Одні й ті ж медіатори можуть брати участь і в прямій, і в непрямий передачі. У ряді синапсів непрямі механізми здійснюють модуляцію прямої передачі.
Враховуючи різноманітний характер регуляції активності нейронів, можна зрозуміти різноманітність синаптичних контактів між нейронами. Розрізняють синапси аксон-аксон, аксон-перікаріоне, аксон-дендрит, причому в останньому випадку аксон зазвичай взаємодіє з виступом дендрита – “шипиком”, щільно охоплюючи його.
При утворенні нервово-м’язового з’єднання є свої особливості, хоча принципова схема синаптичної передачі та ж. Кожне м’язове волокно иннервируется гілочкою аксона. Аксон не входить всередину волокна, а лежить в канавці, утвореній сарколеммой, формуючи синапс. Синаптична щілину характеризується складками сарколеми, виступаючими в саркоплазму. Основний медіатор нервово-м’язового з’єднання – ацетилхолін. Його виділення обумовлено надходженням Са2 +. Відкриття Са2 + – каналів відбувається під дією нервового імпульсу.
Ацетилхолін “відкриває” ліганд-залежні канали сарколеми, що призводить до поширення ПД по Т-каналах усередину м’язового волокна. Мембрани Т-каналів взаємодіють з мембранами саркоплазматичного ретикулума, який, завдяки Са2 + – насосе, постійно запасає іони Са2 + (проти градієнта). ПД відкриваються канали, по яких Са2 + надходить в міофібрили. У миофибриллах під впливом Са2 + відбуваються конформаційні зміни білків Актинові ниток – тропоніну і тропомиозина. Ці зміни і обумовлюють взаємодію актину і міозину, що приводить до м’язевого скорочення. У цьому процесі, який проходить значно складніше, ніж у наведеній схемі, ще багато неясного, як і в механізмі впливу медіатора на секреторну клітину залоз.
Незважаючи на ключову роль рецепторів в синапсах, роль нейромедіаторів також важлива. У нейрофізіології і нейрохімії досліджується їх вплив на поведінку. Показано, що нейрони, що містять той чи інший медіатор, розподілені в нервовій системі не випадково, а у вигляді організованих груп, відповідно до фізіологічними функціями, у здійсненні яких вони беруть участь (Каменська М. А., 1999).
У патогенезі більшості психічних і нервових захворювань показана провідна роль процесів, пов’язаних з порушенням функціонування нейромедіаторів. Викликані ними захворювання (хвороба Альцгеймера, хвороба Паркінсона, шизофренія, епілепсія, депресії, алкоголізм, наркоманія, фобії та ін.) Демонструють радикальна зміна поведінки у людини (Єщенко Н. Д., 2004).
(1 votes, average: 5.00 out of 5)