2017-04-08 02:23:00
Доброго времени суток, любопытный первооткрыватель! Темой нашего сегодняшнего очерка будут различные виды медиаторов и способы их воздействия на рецепторы организма.
Чтобы вещество можно было назвать медиатором, должны быть соблюдены следующие условия:
Все медиаторы в соответствии с их химической природой подразделяют на несколько групп:
1) Аминокислоты: гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), глицин, глутамат, аспартат.
2) Биогенные амины. Эти вещества содержат положительно заряженный атом азота. Биогенные амины имеют следующие разновидности:
3) Нейропептиды: эндорфин, энкефалины, кальцитонин, вещество Р и др. Могут играть роль комедиаторов (см. ниже).
Нейропептиды образуются из крупных белковых молекул-предшественников в соме нейрона. Из одного белка-предшественника может быть сформировано несколько соединений, при этом процессы синтеза и секреции различных нейропептидов могут происходить одновременно. Произведённые нейропептиды доставляются по аксону в нервную терминаль, где запасаются в везикулах с электронно-плотной сердцевиной (dense-core vesicles).
4) Пурины и их производные. АТФ, АДФ и аденозин. Воздействуют на специфические пуриновые рецепторы.
5) Газообразные вещества. Эти вещества имеют некоторые особенности. Так, например, у них нет специальных механизмов накопления и хранения внутри клетки, поэтому, запасаясь в везикулах, газы способны сразу после образования диффундировать через мембрану и воздействовать на внутриклеточные ферменты и белки клеток-соседей. Примеры газообразных веществ: NO, CO, H2S.
Комедиаторы
Это биологически активные вещества (БАВ), также присутствующие в синаптических везикулах. Они высвобождаются вместе с основным медиатором и могут активизировать рецепторы постсинаптической мембраны. Комедиаторы не способны вызывать передачу возбуждения или торможения через синапс, однако они оказывают модулирующее воздействие на эффекты основного медиатора в синапсе. Примеры:
Мотонейрон на скелетной мышце. Медиатор – ацетилхолин, комедиатор – АТФ. Соотношение концентрации ацетилхолина и АТФ в везикуле - 5 к 1. АТФ усиливает и стабилизирует передачу возбуждения на мышцу.
Симпатические нервные окончания. Медиатор – норадреналин, комедиатор – нейропептид Y. В качестве других комедиаторов могут выступать производные жирных кислот, эйкозаноиды и арахидоновая кислота; наряду с нейропептидом Y они участвуют в регуляции процессов секреции норадреналина, а также различных медиаторов воспаления и лихорадки.
Теперь рассмотрим медиаторы на уровне синтеза веществ в клетке. Отдельное внимание здесь хотелось бы уделить одному из контролирующих синтез механизмов - механизму отрицательной обратной связи, согласно которому скорость синтеза уменьшается при увеличении конечного продукта реакции. Мы обратимся к этому явлению чуть позже, а сейчас сосредоточимся непосредственно на сущности процесса образования новых веществ.
Известно, что синтез, хранение и высвобождение норадреналина происходит в нейронах симпатической нервной системы и секреторных клетках надпочечников. Почему именно в этих органах? Всё потому, что симпатические нейроны и клетки надпочечников имеют одинаковое эмбриональное происхождение, из-за которого и те, и другие иннервируются нервными волокнами, где преимущественным медиатором является ацетилхолин, и высвобождают катехоламины. К катехоламинам, как уже частично упоминалось, относятся такие вещества как дофамин, норадреналин, адреналин и ДОФА (диоксифенилаланин), т. е. все те, которые содержат в своей структуре катехольное ядро. Катехольное ядро – аминогруппа и бензольное кольцо с двумя присоединенными гидроксильными группами (Рис. 1).
Рис. 1. Дофамин.
Симпатические нейроны выделяют норадреналин. Клетки надпочечников выделяют и адреналин, и норадреналин. Норадреналин синтезируется из общего клеточного метаболита – тирозина (Рис. 2).
Рис. 2. Тирозин.
Серия происходящих при образовании норадреналина реакций состоит их трёх шагов (Рис. 3):
Рис. 3. Цепочка превращения тирозина в норадреналин и адреналин.
Переход тирозина в ДОФА и ДОФА в дофамин происходит в цитоплазме клетки. После дофамин транспортируется в синаптические пузырьки, где он преобразуется в норадреналин благодаря ферменту дофамин-бета-гидроксилаза, связанному с мембраной везикул. Большая часть норадреналина хранится внутри везикул; некоторое его количество проникает в цитоплазму, где разрушается моноаминоксидазой.
Внимательный читатель скажет: «Но есть же клетки, где дофамин является медиатором и, следовательно, ни во что не превращается. Как в таком случае происходит синтез и хранение медиатора?» Всё просто: в тех клетках, где дофамин является основным медиатором, присутствуют тирозингидроксилаза и декарбоксилаза ароматических L-аминокислот, которые, как мы выяснили, обеспечивают его образование. При этом в тех же клетках нет дофамин-бета-декарбоксилазы, поэтому вещество сохраняется в своём исходном виде. К слову заметим, что в тех клетках, где основным медиатором является адреналин, содержится такой фермент, как фенилэтаноламин-N-метил трансфераза, который превращает норадреналин в адреналин (Рис. 3).
И напоследок вернёмся к отрицательной обратной связи: при чём здесь она? При том, оказывается, что дофамин, норадреналин и адреналин ингибируют действие тирозингидроксилазы, поэтому по мере накопления дофамина, норадреналина или адреналина дальнейший их синтез будет тормозиться до тех пор, пока не будет достигнуто состояние равновесия, при котором скорость синтеза станет равной скорости распада и высвобождения.
Подводя итоги, можно заключить, что мы рассмотрели классификацию медиаторов, а также на конкретных примерах проследили за их синтезом!) До новых встреч на поле физиологии! :)
Список литературы
