Нейро-биология Том 1 - Шеперд Г.
Скачать (прямая ссылка):
*224
//. Клеточные механизмо1
Аминокислота \ ^ и другие предшественники
Лрегормсн
? ? ? ? ? \ 111 / /
\mrnk
Прогормон
Г ормон
+ Белок-переносчик
Гормон
18—30 аминокислот {сигнальный пептид для присоединения к рибосомам шероховатого ЭР)
в
Экзокринная секреторная клетка {поджелудочной железы, околоушной железы)
/!\
Одна клетка - множество активных пептидов (20—40}
Эндокринная и нейроэндокринная секреторные клетки
Секреция Одна клетка - один гормон
(или несколько гормонов7)
Рис. 9.10. Этапы синтеза и секреции нейроактивных пептидов. А. Этапы ‘Синтеза на молекулярном уровне. Б. Различия между секреторными клетками эндокринного и экзокринного типа.
стоящему времени; они расположены в порядке возрастания сложности взаимодействующих молекул.
На первом месте (А) стоит ацетилхолин (АХ), который действует непосредственно на рецепторный белок в постсинаптиче-ской мембране. Ацетилхолин принято называть лигандом, когда имеют в виду, что он связывается с определенным участком белка. Это в свою очередь вызывает изменение проницаемости мембраны (см. рис. 9.4). Реакция мембраны может быть быстрой или медленной (см. ниже). Действие ацетилхолина обрывается гидролизом, наступающим под действием фермента ацетил-холинэстеразы, с обратным захватом холина в пресинаптическое окончание.
Для сравнения на рис. 9.11Б показано действие гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Считается, что ГАМК может связываться с двумя типами мембранных рецепторов — с высоким и низким сродством. Эти рецепторы в свою очередь контролируют ионофор (канал проводимости) для ионов С1_, которые движуся во время ГАМК-эргических ТПСП. Блокаторы ХАМК — пикротоксин и бикукуллин — действуют в специфиче-
А. Ацетилхолин
В. Биогенные амины, пептиды
Рецепторный белок - 200000 Да
Аденилатциклаза
Стимулирующая молекула ^ (инсулин, глюкагон, ЛГ, ТСГ, биогенные амины)
Ацетилхолинэстераза \
Мускариновый рецептор *• (медленная реакция)
Никотиновый / рецептор (быстрая реакция)
Внутриклеточный Фосфорилирование белка Реиептор
уч (протвинкинвээ)
Лднк
J
Б. ГАМК
Г. Стероидные гормоны
Рецепторный белок ' 200000 Да
Изменение функции клетю
\
Синтез белка
Д. Тироксин/Экдизон
\ Участок \ с высоким сродством
Ч?
Место действия пикротоксина.
Место действия пикротоксина или бикукуллина
Рис. 9.11. Молекулярные механизмы рецепции различных нейроактивных веществ (схемы взяты из разных источников). ГДК — глутаматдекарбоксилаза-
226
II. Клеточные механизмы
ских участках на рецепторный белковый комплекс и нарушают контроль ГАМК над ионофорами для С1-. Бензодиазепиновые препараты вызывают угнетение ГАМК-эргических синапсов и благодаря этому используются для лечения тревожных состояний и депрессии. На схеме также показано, что ГАМК удаляется из щели путем захвата пресинаптическим окончанием, а также клетками глии. Действительно, глия играет важную роль как в захвате, так и в метаболизме ГАМК.
Третий распространенный тип механизма показан на рис. 9.11В. Как и в предыдущих примерах, здесь молекула медиатора связывается с мембранным белком, причем имеется механизм для очищения щели и для обратного захвата. Однако последующая реакция в постсинаптическом окончании более сложна (этап 9 на рис. 9.4). Рецепторный белок — аденилатцик-лаза — активирует внутренний рецептор — протеинкиназу, которая катализирует фосфорилирование белка; завершается это изменением ионной проводимости мембраны. Такая модель со «вторым посредником», впервые разработанная для гормона инсулина Э. Сазерлендом (Е. Sutherland) и его сотрудниками в 50-х годах, была распространена на нервную систему П. Грингардом (P. Greengard) из йельского университета. Считается, что этот механизм участвует в опосредовании реакций на такие разные вещества, как биогенные амины, люлиберин и тиреолиберин. Кроме мембраны и смежной с ней цитоплазмы в эту реакцию может быть вовлечен и геном клетки в результате воздействия на ДНК, что приводит к долговременному изменению метаболизма клеток, их роста и дифференцировки.
Для сравнения на рис. 9.11Г показан механизм действия стероидного гормона. Здесь рецепторный белок полностью находится в цитоплазме; комплекс гормон — рецептор оказывает свое специфическое действие па ядерную ДНК. Имеется два типа влияний: организующие, которые характерны для периода развития, например, такие, как контроль половыми гормонами выраженности мужских и женских признаков, и активационные, которые вызывают более быстрые изменения клеточной функции. Мы обсудим эти влияния позже в главе 28.
