Биологические мембраны - А. Н. Огурцов 2012

Электрогенез биомембран
Внутриклеточная сигнализация
Множественные месенджеры

Многие клетки используют одновременно несколько внутриклеточных месенджеров. Так, например, в клетках скелетных мышц в качестве внутриклеточных месенджеров используются и ионы кальция, и цАМФ.

Ещё до начала сокращения клетки, инициируемого ростом концентрации кальция в цитозоле, начинается подготовка к предстоящей работе в результате связывания молекул гормона адреналина с ß-адренергическими рецепторами (адренорецепторами). Выделение адреналина в кровь надпочечниками является физиологической реакцией в ответ на информацию о необходимости интенсивной мышечной активности (например, в случае опасности).

Комплекс адреналина с адренорецептором активизирует белок G_s и, следовательно, аденилат циклазу. Синтезируемый в результате цАМФ активизирует цАМФ-зависимую протеин киназу (протеин киназу А).

Протеин киназа А фосфорилирует гликоген фосфорилат киназу, которая в свою очередь активизирует гликоген фосфорилазу, что запускает процесс гидролиза гликогена и синтеза глюкозо-6-фосфата ещё до того, как повысится концентрация Са²⁺ в цитозоле.

Поэтому к моменту начала мышечных сокращений (в результате прихода импульсов потенциала действия через нейромышечные синапсы от моторных нейронов) в клетке уже имеется необходимое для выполнения мышечной работы количество метаболитов.

Контрольные вопросы и задания

1. Какие вещества называются вторичными месенджерами?

2. Какие клеточные компоненты могут входить в каскады передачи сигнала?

3. В чём сходство и различие понятий месенджер и посредник?

4. Какие метаболиты чаще всего используются в качестве месенджеров?

5. Какие различают два основных пути передачи сигналов?

6. Назовите два наиболее характерные свойства вторичного месенджера?

7. Какие мембранные белки распознают появление во внеклеточной среде определённых трансмиттеров или других сигнальных молекул?

8. Опишите механизм синтеза цитозольных молекул инозитол-трисфосфата в клетках тромбоцитов в ответ на появление во внеклеточной среде молекул АДФ.

9. Чем активируется и какую реакцию катализирует фермент фосфолипаза С (PLCß)?

10. Какой белок выполняет функцию GEF-белка для тримерного белка G_q в клетках тромбоцитов?

11. Опишите механизм резкого повышения цитозольной концентрации ионов кальция в клетках тромбоцитов в ответ на появление во внеклеточной среде молекул АДФ.

12. В чём сходство и различие инозитол-трисфосфат-управляемого кальциевого канала и рианодинового рецептора?

13. В чём сходство и различие рианодиновых рецепторов скелетных мышц и кардиомиоцитов?

14. В чём заключается эффект осцилляции внутриклеточного кальция?

15. Какой участок мембраны эндоплазматического ретикулума называется горячим?

16. Опишите механизм генерации потенциала действия в сенсорных нейронах обоняния в ответ на появление во внеклеточной среде молекул пахучих веществ.

17. Активизация какого фермента приводит к повышению цитозольной концентрации молекул циклического аденозин монофосфата?

18. Какой фермент снижает цитозольную концентрацию молекул циклического аденозин монофосфата?