 |
Рецепторно-канальные комплексы
|
|
|
|
Рецепторно-канальные комплексы
По конструкции различают два типа рецепторно-канальных комплексов. В одних случаях (тип I) рецепторы жестко сцеплены со своими эффекторами и сопряжение между ними осуществляется контактным способом. В других случаях (тип II) рецепторы отделены от своих эффекторов и сочленяются с ними с помощью оформленных сопрягающих элементов. Рецепторно-канальные комплексы обеспечивают проведение ионов из внеклеточной среды во внутриклеточную. Непосредственными исполнителями проведения ионов являются так называемые транспортные трансмембранные (интегральные) белки, конформационные структуры которых формируют внутренний канал, способный открываться или закрываться в результате конформационных изменений, индуцированных активированным рецептором.
Рецепторно-канальные комплексы типа I
Как показано на рисунке 16, в комплексе типа I рецепторное звено встроено в эффекторное звено – стенку белкового канала. Вместе они образуют рецептор-канал, в котором функцию сопрягающего звена выполняет непосредственный контакт, что обеспечивает быстроту физиологического ответа на действие лиганда.
| Рис. 16. Схема организации рецепторно-канального комплекса типа I. 1 – лиганд; 2 – рецепторное звено (участок) в канальном белке; 3 – эффектор (стенка канала); 4 – ионный канал; 5 – плазмолемма; 6 – ион. |
Известны четыре вида рецептор-каналов: никотиновый холинорецептор (Н-холинорецептор), гамма-аминомасляный, глутаматный и глициновый. В качестве примера рассмотрим два из них: Н-холиновый и глутаматный.
· Н-холинорецепторы
К одному и тому же нейромедиатору ацетилхолину существует два типа рецепторов, один из которых возбуждается никотином (Н-холинорецепторы), другой – мускарином (М-холинорецепторы).
|
|
|
Н-холинорецептор является составной частью быстродействующего рецептор-канала (Рис. 17). М-холинорецепторы управляют своими эффектор-каналами посредством специализированных белков, что значительно снижает быстродействие.
Н - холинорецептор имеет грибовидную форму. Он пронизывает клеточную мембрану насквозь, выступая концами за наружную и внутреннюю ее стороны. Сверху молекула Н-холинорецептора имеет вид неправильной по форме розетки из пяти субъединиц, расположенных вокруг центрального электронно-плотного образования, ограничивающего ионный канал.
В Н-холиновом рецептор-канале выделяют два функционально различных компонента – узнающий центр и ионный канал. Узнающий центр – участки альфа-субъединиц, выступающие над поверхностью клеточной мембраны и обладающие способностью к опознанию и связыванию молекул ацетилхолина. Эти участки и составляют собственно Н-холинорецептор.
Молекулярный по своей организации рецептор встроен в стенку исполнительной части - канального белка, так что в целом все образование представляет собою рецепторно-эффекторный комплекс, предназначенный для генерирования потенциала действия в плазмолемме. Н-холинорецепторный комплекс является первым звеном Н-холинореактивной системы более высокого уровня, осуществляющей функцию сокращения поперечнополосатой мышцы.
| Рис. 17. Схематическое изображение Н-холинового рецептор-канала (трехмерное изображение). I – грибовидный рецептор-канал; II – плазматическая мембрана. | 
|
В фармакологии и нейротоксикологии известно большое число химиопрепаратов, которые специфически взаимодействуют с рецепторными участками, ионными каналами, а также с отдельными звеньями на пути дальнейшего прохождения сигналов к эффекторам, обеспечивающим конечные биохимические и физиологические ответы клетки. Такие вещества используются для изучения холинореактивных и других систем, а также в лечебных целях.
|
|
|
· Глутаматные рецепторы
Ряд аминокислот (глутаминовая, аспарагиновая, гамма-аминомасляная, тауриновая и др. ), кроме энергетических, выполняют еще и медиаторные функции, оказывая на клетки-мишени возбуждающие и тормозные действия. Глутамат (анион глутаминовой кислоты) является одним из основных возбуждающих нейропередатчиков в нервной системе.
Наибольшее количество глутаматных рецепторов находится в коре больших полушарий, гиппокампе, полосатом теле, среднем мозге и в гипоталамусе.
Глутаматный рецептор - канал состоит из четырех белковых субъединиц, образующих эллипсоидной формы комплекс с центрально расположенным воронкообразным каналом для селективного пропуска ионов натрия, калия, хлора, кальция (Рис. 18).
Вполне вероятно, что природа ионов, проходящих через канал, определяется типом нейронов и их функциональной специализацией. Рецепторный участок встроен в одну из субъединиц.
В отличие от Н-хлоинорецепторов, стабильно закрепленных в клеточной мембране, белковые субъединицы глутаматных рецептор-каналов в отсутствие лигандов находятся в диссоциированном состоянии и свободно плавают внутри мембраны или на ее поверхности.
При поступлении глутамата субъединицы, по-видимому, ассоциируются, образуя рецептор-канал, причем непосредственно над предсуществующим трансмембранным ионным каналом, выступая над ним в виде пристройки и стимулируя его раскрытие. Следует подчеркнуть, что строгих доказательств в пользу вышеупомянутых событий в литературе еще нет. Появляются сведения о том, что имеются разные типы глутаматных рецепторов: быстродействующие (тип I) и медленнодействующие (тип II).
| Рис. 18. Глутаматные рецепторы. 1 – воронкообразный канал рецептор-канале; 2 – белковые субъединицы; 3 – участокопознанияи связывания глутамата на одной из субъединиц; 4 –канал внутри трансмембранного белка (5). |
Описанный выше рецептор-канал является быстродействующим. Медленнодействующие глутаматные рецепторы участвуют в реализации химического сигнала через систему внутриклеточных посредников: циклических нуклеотидов и ионов кальция, однако соотношение их с быстродействующими и преимущественные места расположения еще не ясны.
|
|
|
Механизм действия глутамата в системе головного мозга заключается в индукции состояния возбуждения нейронов и их ансамблей. Связывание глутамата с рецептор-каналом вызывает в постсинаптической мембране волну возбуждения, которая распространяется по всему нейрону и по синапсам перекидывается на соседние нейроны.
Глутаматные рецепторы широко представлены в структурах головного мозга, ответственных за проявление высших психических и двигательных функций. Ряд нервно-психических заболеваний, таких, как хорея Гентингтона, шизофрения, эпилепсия, связаны с количественными и качественными изменениями глутаматергических систем.
|
|
|
