Понижающая регуляция рецепторов

Что такое рецепторы и какое отношение они имеют к обезвоживанию и раку? Это вопросы, на которые нужно ответить прежде, чем мы поверим в то, что простое обезвоживание способно за довольно длительный период времени вызвать предпосылки для возникновения рака. Суть этого процесса — в постепенной эрозии контрольных систем, которые в обычных условиях не допускают перманентных отклонений от нормы.

Действуя по принципу спутниковых антенн, человеческий организм использует специальные виды воспринимающих информацию белков, которые располагаются на мембранах примерно 100 триллионов клеток, окруженных водной средой.

Эти белки постоянно принимают особым образом закодированные сообщения, заключенные в химических посредниках, которые притягиваются к рецепторам, настроенным на их прием. Целью соединения химического посредника с его рецептором на клеточной мембране является установка кодовой связи с командными центрами в мозге. Система команд очень проста. Мозг приказывает определенным группам клеток либо начать действовать, либо прекратить; поэтому у каждой клеточной субпопуляции существует такое большое количество разных химических посредников (см. рис. 3). Наличие на мембране клетки достаточного количества рецепторов, настроенных на конкретных посредников, — это необходимое условие ее нормальной работы.

Нормальная клетка обеспечена достаточным количеством белковых рецепторов на мембране.

 

 

 

У КАЖДОЙ КЛЕТКИ ЕСТЬ МИЛЛИОНЫ РЕЦЕПТОРОВ, ПОХОЖИХ НА ПРИНИМАЮЩИЕ СПУТНИКОВЫЕ АНТЕННЫ

Рис. 3. На мембранах здоровых клеток располагаются рецепторы, которые получают информацию от остальных частей организма.

 

 

Здоровье любой клетки зависит от количественного соотношения производимых и расщепляемых ею белков. Существует два вида ферментов, специализирующихся на работе с белками. Одна группа, протеинкиназы, занимается производством белков, а другая, протеазы, — их расщеплением. При обезвоживании программы распределения ресурсов начинают перерабатывать белковые резервы организма. При этом активность протеаз повышается и темпы расщепления белков начинают превышать темпы их производства.

Механизм этого процесса прост. Когда гистамин, чтобы высвободить дополнительную энергию, начинает расходовать энергетические резервы кальциевых хранилищ в клетках (а потом и в костях), результатом данного процесса становится большое количество свободного кальция. Это сигнализирует о том, что энергетические запасы организма подходят к концу и нужно использовать другие энергонакопительные компоненты белковых структур, такие как мышечная ткань. Этот сигнал активизирует протеазы, которые разрушают сначала белковые структуры внутри клеток в обезвоженной зоне и в печени, а затем — крупные мышечные группы. В состав белковых структур клеток входят рецепторы на клеточных мембранах и, в частности, белковые пограничные сенсоры останавливающие рост клетки, если он грозит нарушить физическое пространство соседней клетки. С потерей этих сенсоров потенциальные опухолевые клетки получают возможность вырастать в крупные бесформенные массы.

Поначалу такой рост не обязательно означает развитие рака и может оставаться доброкачественным; но если физиологические события продолжают прогрессировать в этом направлении, то у доброкачественных новообразований проявляется тенденция превращения в настоящие раковые опухоли. Это происходит после того, как процесс расщепления белков внутри клетки и внутри системы транскрипции ДНК вступает во вторую фазу.

Молекула протеинкиназы С довольно крупная. Это фермент, участвующий в процессе транскрипции ДНК.

 

 

ГИСТАМИН ВЫСВОБОЖДАЕТ БОЛЬШОЕ КОЛИЧЕСТВО КАЛЬЦИЯ

ПОСТОЯННЫЙ РОСТ КОЛИЧЕСТВА СВОБОДНОГО КАЛЬЦИЯ МОБИЛИЗУЕТ МЕМБРАННЫЕ ПРОТЕАЗЫ

РЕЦЕПТОРЫ РАЗРУШАЮТСЯ

ПРОТЕИНКИНАЗА-С ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ПРОТЕИНКИНАЗУ-М

ПРОИЗВОДСТВО БЕЛКОВ СТАНОВИТСЯ БЕСКОНТРОЛЬНЫМ

КЛЕТКА СТАНОВИТСЯ АВТОНОМНОЙ

Рис. 4. Ферментативные изменения разрушают рецепторы, которые в нормальных условиях должны располагаться на клеточной мембране и принимать сообщения от остальных частей организма. В результате клетка становится изолированной — это первый шаг к формированию рака.

Протеинкиназа С содержится в нормально функционирующих клетках и реагирует на происходящие внутри клеток процессы включения-выключения, поскольку интегрирована в физиологические функции клеток каждого органа.

Разумеется, протеинкиназа С эффективна, только если в организме и в клетках достаточно главных аминокислот, с которыми она работает. Протеинкиназа С использует эти аминокислоты для производства важнейших компонентов клеток, таких как мембранные рецепторы.

Мембранные рецепторы определяют «индивидуальность», «культуру» и «осведомленность» клетки. Клетки, снабженные полным набором рецепторов, являются самыми «компетентными». Они образуют «коллективы», которые занимаются удовлетворением потребностей своего органа — такие клетки четко знают и выполняют свои обязанности.

Когда протеазы начинают разрушать компоненты рецепторов клетки, они попутно разрушают протеинкиназу С и создают из её «обломков» новую киназу — протеинкиназу М. Молекула протеинкиназы М наполовину меньше молекулы протеинкиназы С и совершенно не реагирует на отдаваемые клеткой команды включения-выключения. Это полностью автономный фермент — синтезатор белков, который постепенно интегрируется в повседневную жизнь клетки.

Именно на этом этапе клетка регрессирует в свое изначальное, примитивное состояние, теряя свою «компетентность» и Статус полноправного члена местного клеточного сообщества. Теперь она подчиняется только собственному эгоистическому стремлению выжить любой ценой. Это во многом напоминает примитивное существование отдельных стволовых клеток в период зарождения жизни на Земле, когда эти эгоистичные в генетическом отношении клетки изо всех сил старались выжить во враждебной, бедной кислородом, концентрированной и кислотной физиологической среде. Со временем стволовые клетки усовершенствовались и приобрели вторичные характеристики, соответствующие изменениям в окружающей их среде.

Вполне вероятно, что в случае нормализации местных условий и возобновления поставок сырьевых материалов раковые клетки тоже смогут достичь прежнего уровня совершенства и обрести вторичные характеристики. Оптимизация условий окружающей среды поможет им восстановить свою компетентность.

В конце концов, у них остались все необходимые для этого генетические инструменты. Я убежден в том, что именно это происходит в ситуациях, когда в раковых заболеваниях наступает период ремиссии.

В клеточных культурах раковые клетки ведут себя как стволовые. Стволовые, или «материнские», клетки дают жизнь новым видам клеток, которые затем отсылаются в новое окружение для окончательного вызревания. В новом окружении у них развиваются вторичные характеристики, после чего они распределяются по группам для выполнения порученных им функций.

Позвольте привести пример. Возможно, мои объяснения по­кажутся слишком сложными, но, пожалуйста, потерпите, потому что, только разобравшись в этом процессе, вы сможете понять, каким образом лимфома и лейкемия тоже связаны с обезвоживанием.

Как вы уже знаете, гистамин — это нейротрансмиттер, ведающий вопросами потребления воды и ее распределения в обезвоженном организме. Гистамин вырабатывают четыре вида клеток особые нейроны головного мозга, базофильные лимфоциты в крови, тучные клетки слизистой оболочки кишечного тракта и тучные клетки тканей других органов. Клетки, которым предстоит стать производителями гистамина, развиваются из стволовых клеток костного мозга. Пока эти клетки не пройдут процесс обучения, их называют Р-клетками.

Р-клетки — это гранулы лимфоцитов, которые поступают в кровь и транспортируются по всему организму. Некоторые из этих клеток находят «дом» в различных тканях и в своем новом изолированном микроокружении формируют вторичные характеристики тучных клеток тканей.

Часть Р-клеток, попадающих в кровеносную систему, добирается до лимфатических узлов, расположенных в нижней части кишечного тракта. Эти узелковые скопления лимфоидной ткани носят название пейеровы бляшки. Попадая в них, Р-клетки приобретают вторичные характеристики, необходимые для выполнения своей будущей функции производителей гистамина в слизистой ткани кишечного тракта.

После того как обученные клетки прибывают на свое рабочее место, они становятся тучными клетками слизистой оболочки.

А теперь мы подошли к самому интересному. В пейеровых лимфоидных бляшках эти незрелые лимфоциты, будущие тучные клетки, вооружаются так называемыми хоминг-рецепторами* ((от англ. homing; home — дом)* Хоминг-рецепторы — хоминг (от англ. homing; home — дом) — способность животного при определенных условиях возвращаться на свой участок обитания, как правило преодолевая при этом значительные расстояния. Термин введен в молекулярную биологию в 1989 году. — Прим. перев.) и снова секретируются в кровь с намерением преодолеть различные тканевые барьеры на пути к месту своей новой службы по близости от нервных окончаний в слизистой кишечного тракта. Они отправляются в путь мелкими и незрелыми, но как только прибывают к месту назначения и обосновываются рядом с нервными окончаниями, быстро увеличиваются в размерах и приобретают нормальные характеристики тучных клеток слизистой ткани.

Чем больше организм обезвоживается, тем больше ему требуется этих тучных клеток для регуляции физиологических функций (особенно кишечному тракту для переработки пищи в условиях нехватки воды и необходимости постоянно отражать атаки бактерий и паразитов, содержащихся в пище). Каждый раз, когда тучная клетка вынуждена вступать в битву, она немедленно делится и производит другую аналогичную себе клетку. Очень быстро из одной тучной клетки получаются две, из двух четыре, из четырех восемь, из восьми шестнадцать и так далее, до полной победы.

Однако сражение с обезвоживанием может быть выиграно только после того, как в организм поступит столько воды, что её хватит для восстановления нормального физиологического баланса во всем теле.

Если посмотреть на тучные клетки как на производителей гистамина, который нервная система использует в различных частях организма, то станет ясно, почему им так важно своевременно прибыть к месту службы рядом с локальной нервной системой их будущего «дома». Хоминг-рецепторы должны безошибочно провести их по всему пути от «начальной школы для лимфоцитов» до «нейронных маяков на поле боя», особенно в кишечном тракте.

Если хоминг-рецептор даст сбой прежде, чем незрелый лимфоцит доберется до места назначения и превратится в полноценную тучную клетку, то малыш заблудится в лабиринте лимфатической системы и, скорее всего, будет утилизирован лимфатическими железами.

В том случае, если форсмажорные обстоятельства вызовут сбой в работе белковых хоминг-рецепторов всех мигрирующих зародышей тучных клеток (а ослабленный обезвоживанием организм не сможет произвести новые), результатом станет переполнение лимфатических желез сбившимися с пути лимфоцитами тучных клеток.

Исследователи из группы Т. М. Юнга установили, что под воздействием антигенной стимуляции (возможно, ретровирусной) на предпоследнем этапе трансформации в тучные клетки лимфоцитарные свойства этих зародышей становятся причиной понижающей регуляции их хоминг-рецепторов. В результате мигрирующие незрелые клетки теряют ориентировку и способность добраться до места назначения — поскольку их система наведения выходит из строя и они не могут следовать дальше, к нужному месту в тканях кишечного тракта; вместо этого они начинают блуждать по кровеносной или лимфатической системе.

Теперь вы знаете, какие процессы приводят к развитию лимфомы и лейкемии после того, как бурный океан внутри человеческого организма начинает пересыхать. Тем не менее, при всей логичности и обоснованности этих процессов, многочисленные болезни, включая рак, одолевают нас только в том случае, если иммунная система тоже погружается в сон.

ОБЕЗВОЖИВАНИЕ И СУПРЕССИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Обезвоживание — как прямо, так и косвенно — подавляет деятельность иммунной системы во всем организме на уровне костного мозга (часто это явление обозначают термином «супрессия»).

КОСВЕННАЯ, НО ЭФФЕКТИВНАЯ СУПРЕССИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Когда гистамин напрягает все силы, чтобы наилучшим образом распределить имеющуюся в наличии воду вместе с переносимыми ею веществами, организм мобилизует в помощь гистамину целую армию безжалостных специальных агентов. Первым делом он резко увеличивает производство вазопрессина. Это сильнодействующее химическое вещество выполняет двойную функцию. Оно заставляет некоторые рецепторы клеточных мембран немедленно превращаться в пористые, похожие на душевую сетку с отверстиями, ширина которых позволяет пропускать через дырочки только молекулы воды — причем поодиночке и без сопровождающих элементов, удерживаемых силой осмотического потенциала