Основные трансмембранные сигнальные механизмы

Рис.2

1.Растворимая в липидах сигнальная молекула проходит через ПМ и действует на внутриклеточный рецептор (фермент, регулятор транскрипции генов). 2.Сигнальная молекула связывается с внеклеточным доменом трансмембранного белка и активирует его ферментный цитоплазматический домен. 3.Сигнальная молекула связывается с ионным каналом и регулирует его открытие. 4.Сигнальная молекула связывается с рецептором ПМ, который сопряжен с эффекторным ферментом посредством G-белка.

 

Так уже нарушения синтеза и инактивирования лигандов (гормонов, медиаторов, антител, субстратов, лекарств и др.) искажает количественный характер их взаимодействия со специфическими клеточными рецепторами. Подобная картина возникает и при изменении чувствительности - аффинности самих рецепторов к лигандам.

Нередки ситуации, когда лигандные рецепторы плазмолеммы (ПМ) возбуждаются не обычными медиаторами, а ложными. Такая внештатная сигнализация возникает, например, при избыточном синтезе кишечной микрофлорой биогенных аминов, которые не упевают обезвреживаться в печени, поступают в кровь и активируют рецепторы, благодаря своему структурному сходству с истинными медиаторами. Похожую мимикрию клеточных сигналов иногда осуществляют аутоантитела – иммунологические копии гормонов.

Во всех этих случаях может расстраиваться либо прямая активация внутриклеточных ферментов или их синтез (1,2), либо нарушаться ионный транспорт (3), либо искажаться сложный каскадный механизм реализация входного сигнала, который, в частности, реализуется многими лекарственными веществами (4). В этом случае сбои во взаимодействии лиганда с рецептором ПМ вызовут нарушения активации мембранных гуанозинтрифосфатсвязывающих белков - G-белков и сопряженных с ними мембраносвязанных ферментов – аденилатциклазы и инозитолфосфатазы (фосфолипаза С). Соответственно изменится образование вторичных внутриклеточных посредников - мессэнджеров (циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), инозитолтрифосфат, диацилглицерин) и контролируемых ими других многочисленных внутриклеточных мэссенджеров – протеинкиназ, ионов Са, простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов и пр. Конечные последствия цепи этих нарушений представляются сбоем метаболических и функциональных программ, которые могут стать для клетки лечебными (фармакотерапия) или патогенными.

Наиболее распространенные последствия нарушений гормональной и медиаторной рецепции приведены в таблицах 2 и 3.

Последствия нарушений мембранной гормональной рецепции

Таблица 2

Рецепторы гормонов	Эффекты, обусловленные избыточным сигналом	Эффекты, обусловленные недостаточным сигналом
Инсулиновые гепатоцитов и миоцитов	Усиление транспорта глюкозы в клетки, гипогликемия (угроза гипогликемической комы)	Ослабление транспорта глюкозы в клетки, гипергликемия (сахарный диабет)
β - адренорецепторы адреналина гепатоцитов	Активация гликогенолиза и гипергликемия - фактор риска диабета	Ухудшение аварийной гипергликемии и поступления глюкозы в нейроны ЦНС
Тироксиновые щитовидной железы	Повышенный выброс тиреоидных гормонов - тиреотоксикоз (болезнь Гревса – Базедова)	Пониженный выброс тиреоидных гормонов - микседема (слизистый отек)
АКТГ клеток надпочечников	Усиление выброса кортикостероидов – чрезмерная активация глюконеогенеза, гипергликемия и риск сахарного (стероидного) диабета	Ослабление выброса кортикостероидов, ослабление глюконеогенза, гипогликемия – стрессорная дезадаптация
СТГ рецепторы (ядерные)	Макросомия (гигантизм и акромегалия). Усиление глюконеогенеза (риск сахарного диабета)	Гипофизарный нанизм (карликовость)
Н1 гистаминоые: бронхов; сосудов микроциркуляции. Н2 гистаминовые эпителия желез желудка; тучных клеток, базофилов	Спазм бронов (астма); расширение, усиление кровотока   Усиление секреции HCl;     Избыточный выброс гистамина (при аллергии)	Расслабление бронхов; сужение, уменьшение кровотока Ослабление секреции HCl;     Подавление выброса гистамина