Фосфолипиды как вторичные посредники. Система кальций-кальмодулин как вторичный посредник

Некоторые гормоны взаимодействуют с трансмембранными рецепторами, активирующими фермент фосфолипазу С, прикрепленную к внутренней поверхности рецепторов. Этот фермент катализирует распад некоторых фосфолипидов в мембране, особенно фосфатидилинозитолбифосфата, на два вторичных посредника: инозитолтрифосфат и диацилглицерол. ИФз мобилизует ионы кальция из митохондрий и эндоплазматического ретикулума, затем ионы кальция ведут себя как вторичные посредники, вызывая сокращения гладких мышц и секрецию в клетке.

Диацилглицерол (другой липидный вторичный посредник) активирует фермент протеинкиназу С, которая затем фосфорилирует большое количество белка, формирующего ответ клетки. Дополняет этот эффект липидная часть ДАГ — арахидоновая кислота, являющаяся предшественником простагландинов и других местных гормонов, обусловливающих многочисленные реакции тканей.

Система кальций-кальмодулин как вторичный посредник

Другая система вторичного посредника запускается вхождением кальция в клетку, которое может быть обусловлено: (1) изменением мембранного потенциала, открывающим кальциевые каналы- (2) взаимодействием гормона с рецептором, открывающим кальциевые каналы.

Попав в клетку, ион кальция связывается с белком кальмодулином. Этот белок имеет четыре участка взаимодействия с кальцием. Когда три или четыре участка оказываются связанными с кальцием, кальмодулин меняет форму, инициируя активацию или ингибирование протеинкиназ наряду с прочими многочисленными эффектами. Активация кальмодулин-зависимой протеинкиназы совместно с фосфорилированием является причиной активации или ингибирования белков, вовлекаемых в ответ клетки на действие гормона. Например, одной из специфических функций кальмодулина является активация миозинкиназы, которая действует непосредственно на миозин гладких мышц, вызывая мышечные сокращения.

Нормальная концентрация кальция в большинстве клеток организма составляет 10 -10 моль/л, что недостаточно для активации кальмодулиновой системы. Как только концентрация ионов достигает 10-6—10-5 моль/л, она становится достаточной для обнаружения всех проявлений активности кальмодулина. Это соответствует количественным изменениям концентрации ионов кальция, необходимых скелетной мышце для активации тропо-нина С, который обусловливает сокращение скелетной мышцы. Интересно, что тропонин С подобен кальмодулину как функционально, так и структурно.

Другим способом действия гормонов, особенно стероидных, секретируемых корой надпочечников, яичниками и семенниками, является изменение синтеза белков в клетках-мишенях. Затем эти белки функционируют как ферменты, транспортные или структурные белки, что в целом обеспечивает изменение функций клеток.

Последовательность событий, обеспечиваемая стероидными гормонами, следующая.
1. Стероидный гормон диффундирует через мембрану клетки и попадает в цитоплазму, где связывается с белком-рецептором.
2. Комплекс гормона с белком-рецептором транспортируется или диффундирует в ядро.

3. Комплекс присоединяется к специфическим участкам ДНК хромосомы, активируя процессы транскрипции путем образования мРНК.
4. мРНК диффундирует в цитоплазму, где обеспечивает процессы трансляции на рибосомах, формирующих новые белки. Например, альдостерон (один из гормонов, секретируемых корой надпочечников) попадает в цитоплазму клеток почечных канальцев, содержащих специфический белок-рецептор альдостерона. Таким образом, в этих клетках мы наблюдаем уже изложенную последовательность событий. Приблизительно через 45 мин в клетках тубулярного аппарата начинают появляться белки, обеспечивающие реабсорбцию натрия и секрецию калия в канальцах. Максимальная активность стероидных гормонов задерживается на срок от 45 мин до нескольких часов и даже дней. Это заметно отличается от почти немедленного действия некоторых гормонов-пептидов или производных аминокислот, таких как вазопрессин или норадреналин.

Источник: http://meduniver.com