содержание   ..  1  2  3  4  5  6   ..

ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯЦИИ РЕЦЕПТОРОВ НА КЛЕТОЧНЫЕ РЕАКЦИИ

Из представлений о регуляции рецепторов следует, что измене­ние их концентрации должно влиять на реактивность клеток-ми­шеней. В отсутствие других изменений следовало бы ожидать, что уменьшение количества мембранных рецепторов приведет к снижению чувствительности клеток-мишеней в тканях, в которых есть большой «запас» рецепторов, и к снижению величины реак­ции в клетках-мишенях, в которых именно концентрация рецеп­торов становится лимитирующим фактором в отношении способ­ности гормона вызывать реакцию (рис. 4—7). Общая функция регуляции рецепторов как механизма снижения чувствительности клеток-мишеней при повышении концентрации гормонов могла бы придавать организму определенные биологические преимуще­ства. Наглядным примером является гомеостаз глюкозы, когда уменьшение числа инсулиновых рецепторов и снижение чувстви­тельности периферических тканей к инсулину должно было бы «притуплять» влияние гиперинсулинемии на концентрацию глю­козы в крови. Регуляция рецепторов могла бы также сводить к минимуму или смягчать сердечно-сосудистые реакции на избы­точные количества ангиотензина II и катехоламинов. Именно это могло бы определять выраженную резистентность к ангиотензи­ну II, которая встречается при многих клинических состояниях, сопровождающихся повышенной секрецией ренина. Однако в от­ношении других стимуляторов, таких, как СТГ и гонадотропины, оказывающие на свои клетки-мишени более долговременные био­логические влияния, задачи регуляции рецепторов не столь оче­видны.

Рис. 4—7. Влияние потери рецепторов на биологические реакции (напри­мер, стероидогенез) в клетках-мишенях, обладающих и не обладающих «запасом» рецепторов.

Роль регуляции рецепторов в клеточной реакции на гормоны исследовали на различных тканях, особенно тех, в которых дей­ствие гормонов опосредуется системой аденилатциклаза — проте­инкиназа. При изучении воздействия гормонов на такие ткани важно различать острую десенситизацию (обычно аденилатцик­лазы) без потери рецепторов и истинную потерю рецепторов, ко­торая представляет собой отдаленное и медленнее обратимое след­ствие гормонрецепторного взаимодействия.

Анализ уровня, на котором регуляция поверхностных рецеп­торов сказывается на метаболических реакциях, зависит от воз­можности измерения сдвигов по ходу активируемого гормоном процесса, «запускаемого» связыванием рецепторов. Для некото­рых пептидных гормонов, таких, как инсулин, СТГ и пролактин,. ближайший механизм действия на клетки-мишени все еще не из­вестен. Так, хотя инсулин модулирует активность нескольких мембранных ферментов, включая аденилатциклазу, фосфодиэстеразу и АТФазу, значение этих эффектов для действия гормона на мембранные транспортные системы и анаболические процессы остается не ясным. В том случае, если ранние этапы действия гормонов не идентифицированы, влияние регуляции рецепторов на клеточные реакции можно изучать путем регистрации сдвигов в транспортных системах и процессах биосинтеза. Такой подход применяли при анализе эффектов регуляции инсулиновых рецеп­торов в адипоцитах и гепатоцитах в отношении транспорта глю­козы и аминокислот, а также синтеза липидов.

Последствия регуляции рецепторов в отношении функции клеток-мишеней широко изучали применительно к стероидогенным клеткам надпочечников и половых желез, реагирующим на тропные гормоны секрецией специфических стероидов, опосредуе­мой зависимым от аденилатциклазы механизмом. На таких клет­ках можно анализировать несколько уровней реакции, начиная с взаимодействия с рецепторами, продукции цАМФ и активации киназы и кончая стимуляцией продукции прегненолона и после­дующих этапов биосинтеза, приводящих к секреции стероидов. Если клетки получены после воздействия десенситизирующих доз тропного гормона, то in vitro регистрируются выраженные из­менения содержания рецепторов и метаболических реакций на стимуляцию гормонами. Такие десенситизированные клетки де­монстрируют ряд последствий регуляции рецепторов, осуществ­ляемой действием гормона в интактных тканях-мишенях, в том числе снижение образования цАМФ и повреждение процесса био­синтеза стероидов [22].

СУДЬБА ГОРМОНРЕЦЕПТОРНОГО КОМПЛЕКСА

Большинство исследований, посвященных механизму действия пептидных гормонов, сосредоточено на острых реакциях, развива­ющихся вслед за связыванием гормона с его рецептором на кле­точной поверхности. Меньше известно о механизмах столь же важ­ных отдаленных влияний на рост и дифференцировку клеток или о способах прекращения действия гормональных стимулов. Эти процессы могут иметь отношение к судьбе гормонрецепторного комплекса. Как уже отмечалось, есть указания на то, что перво­начальное обратимое взаимодействие сменяется состоянием более высокого сродства, обусловливающим сохранение недиссоциирующего комплекса в течение длительного периода времени. Эти дан­ные наряду с накапливающимися сведениями о присутствии гор­монов и мест их связывания внутри клеток-мишеней позволяют думать о том, что частым следствием гормонрецепторного взаимо­действия является интернализация. Интерес к этому процессу сти­мулировали данные о поглощении и кругообороте холинергических рецепторов и комплексов липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) со своими рецепторами [23]. В силу этого все большее зна­чение стали придавать интернализации и в судьбе гормонрецепторных комплексов в тканях-мишенях. Механизм процесса интерна­лизации по отношению к пептидным гормонам имеет, вероятно, много общих черт с процессами модуляции поверхности лимфоци­тов и образования системы «окаймленных ямок», обусловливаю­щей поглощение макромолекул, таких, как ЛПНП (рис. 4—8). Основа увеличения числа рецепторов в клетках-мишенях, вызы­ваемого такими пептидами, как ангиотензин II и пролактин, тре­бует дальнейшего изучения, но, по всей вероятности, этот процесс вначале связан с изменением конформации мембраны, а позднее с увеличением синтеза рецепторов. Для некоторых гормонов, та­ких, как ангиотензин II, действующий на клубочковую зону коры надпочечников, позднее увеличение числа рецепторов могло бы являться частью общей клеточной реакции на действие тропного гормона.

Рис. 4—8. Способ поглощения липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) культивируемыми фибробластами. Считают, что рецепторы ЛПНП, синте­зируемые на полирибосомах, в случайном порядке проникают в клеточ­ную мембрану и непрерывно подвергаются кластеризации в «окаймленных ямках», сменяемой интернализацией в составе эндоцитозных пузырьков. После отложения ЛПНП в лизосомах рецепторы, по-видимому, использу­ются в новом цикле, возвращаясь на клеточную поверхность, где они вновь подвергаются кластеризации в «окаймленных ямках». Поступающий холе­стерин подавляет образование микросомального фермента (ОМГ-СоА-редуктазы), который лимитирует скорость биосинтеза холестерина, стимулирует фермент, ответственный за синтез эфиров холестерина и угнетает синтез рецепторов ЛПНП (Brown, Goldstein [23] в модификации). ГЭР — гладкий эндоплазматический ретикулум.

Результаты ряда исследований указывают на роль цитоплазма­тических сократительных элементов в мобильности и регуляции рецепторов. В лимфоидных клетках лигандрецепторное взаимо­действие сменяется образованием рецепторных «пятен», их агре­гацией в несколько более крупные «пятна» или одну «нашлепку» и, наконец, интернализацией или «сбрасыванием» перекрестно-связанных рецепторов. Хотя образование «пятен» и «нашлепок» рецепторов часто происходит в клетках, подвергающихся дейст­вию мультивалентных лигандов, таких, как иммуноглобулины и пектины, при взаимодействии рецепторов с моновалентными ли­гандами, такими, как гормоны и трансмиттеры, переход «пятен» в «нашлепку» может и не наблюдаться. Тем не менее процессы, ведущие к агрегации и интернализации мультивалентных лигандов, все же могут иметь отношение к кругообороту и судьбе рецепто­ров пептидных гормонов, особенно в ходе регуляции рецепторов при повышении концентрации гормональных лигандов. По данным современных исследований, описанным далее, перераспределение рецепторов гормонов и других одновалентных лигандов предшест­вует интернализации рецепторных агрегатов с последующим раз­рушением комплексов.

Зависимость интернализации гормона от вызываемой лигандом потери рецепторов отчетливо показана на примере действия фак­тора роста эпидермиса (ФРЭ) на фибробласты человека [24]. Свя­завшийся с клетками митоген быстро распадается в ходе процесса, соответствующего интернализации и лизосомному разрушению, причем одновременно из клетки исчезают поверхностные рецепто­ры ФРЭ. Потеря рецепторов ФРЭ после связывания пептида про­демонстрирована также с помощью аффинной метки, показавшей, что быстрый протеолитический распад гормонрецепторных комп­лексов сопровождается уменьшением числа рецепторных участков на клеточной мембране. Как изменение числа рецепторов, так и синтез ДНК достигали половины максимума своей реакции при насыщении митогеном 10% рецепторов. Путем увеличения изобра­жения удалось непосредственно наблюдать интернализацию флюо­ресцирующих аналогов ФРЭ, инсулина и гонадотропин-рилизинг гормона (ГнРГ); при этом выяснилось, что гормонрецепторные комплексы вначале распределяются по клеточной мембране равно­мерно, а затем быстро агрегируют в «пятна», которые проникают внутрь клетки в форме эндоцитозных пузырьков, присутствующих в цитоплазме [25].

Дальнейшие доказательства интернализации гормона были по­лучены при изучении поглощения и метаболизма гонадотропинов в клетках семенников и яичников. Присутствие гонадотропинсвязывающих мест в цитоплазме яичниковых клеток было показано с помощью методов иммуноцитохимии и авторадиографии. После воздействия ХГЧ in vivo гормон обнаруживался в цитоплазме, на мембране и в перинуклеарном пространстве. Более прямые дока­зательства были получены в экспериментах на желтом теле овцы, где значительные количества меченного ¹²⁵I ХГЧ поглощались клеткой в форме эндоцитозных пузырьков и включались в плот­ные тельца (предположительно лизосомы). Лизосомная деграда­ция гонадотропинов встречалась также в опухолевых клетках Лейдига, в которых на связывание и метаболизм меченного ¹²⁵I ХГЧ не влияли агенты, изменяющие состояние микронитей и микротру­бочек [26]. Потеря рецепторов гонадотропина, вызываемая ХГЧ в яичниках, сопровождалась прогрессирующей интернализацией связанного с рецепторами ¹²⁵I-ХГЧ, причем после солюбилизации я центрифугирования в градиенте плотности часть транслоцированной радиоактивности удалось идентифицировать в качестве гор-монрецепторного комплекса. Полученные данные свидетельствуют о том, что ингернализация является частым следствием гормон-рецепторного взаимодействия и, по всей вероятности, именно ею определяется снижающая регуляция поверхностных рецепторов после воздействия повышенных концентраций гомологичного гор­мона [18].

МЕДИАТОРЫ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ

ОБЩИЙ ОЧЕРК: ГИПОТЕЗА «ВТОРОГО МЕДИАТОРА»

Перенос наружных (т. е. внеклеточных) гормональных «сигналов» во внутреннюю среду клетки после лигандрецепторного взаимодей­ствия осуществляется «вторыми медиаторами», которые образуют­ся на мембранном уровне. Первоначальная формулировка этой концепции, принадлежащая Sutherland, показана на рис. 4—2, где представлен общий механизм, с помощью которого пептидные гор­моны, действующие на клеточную поверхность, стимулируют обра­зование «вторых медиаторов», таких, как цАМФ. Вначале эта общая схема действия пептидных гормонов на мембранные рецепто­ры и аденилатциклазу была предложена на основании исследова­ний, проведенных с катехоламинами, вазопрессином, глюкагоном и АКТГ, но затем было показано, что многие пептидные гормоны вызывают активацию аденилатциклазы и повышение внутрикле­точного уровня цАМФ. Однако для некоторых пептидных гормо­нов, таких, как ангиотензин, инсулин и СТГ, механизм активации клеток-мишеней остается невыясненным (табл. 4—1). Даже в тех тканях, в которых «вторым медиатором» действия пептидных гор­монов принято считать цАМФ, неполностью ясен способ, которым одна эффекторная система транслируется в целый спектр реакций отдельных клеток-мишеней. Этот вопрос осложняется двойствен­ной природой многих пептидных и белковых гормонов, которые, с одной стороны, являются трофическими факторами с их поздними влияниями на рост и дифференцировку клеток, а с другой, высту­пают в роли быстрых регуляторов таких клеточных реакций, как стероидогенез и секреция гормонов. Схема этих медленных и быст­рых эффектов гормонов, оказывающих как поздние ростовые, так и кратковременные метаболические влияния [27], приведена на рис. 4—9. Связь между двумя указанными аспектами действия пептидных гормонов выяснена недостаточно полно, и большинство наших знаний о клеточных реакциях на гормонрецепторное взаи­модействие основано на результатах исследования острых эффек­тов пептидных гормонов на их клетки-мишени.

Внутриклеточные сигнальные молекулы, генерируемые гормон-рецепторным взаимодействием, действуют затем на мембранные и цитоплазматические белки, изменяя скоростьограничивающие эта­пы эффекторных систем, контролирующих реакции клетки-мише­ни. Лучше всего охарактеризованными медиаторами являются цАМФ и кальций, выступающие в роли внутриклеточных транс­миттеров и приводящие метаболизм клетки-мишени в соответствии с потребностями в реакции на внешнюю стимуляцию такими фак­торами, как гормоны и другие лиганды. Если кальциевый стимул обеспечивается повышением концентрации кальция в цитозоле за счет поглощения кальция из внеклеточной жидкости или перерас­пределения внутриклеточного кальция, то циклические нуклеоти­ды образуются из АТФ и ГТФ за счет активации циклазных фер­ментов, расположенных в плазматической мембране и цитозоле соответственно. Таким образом, образование цАМФ непосредствен­но связано с насыщением рецепторов клеточной поверхности и ак­тивацией аденилатциклазы, локализующейся на внутренней поверхности липидного бислоя плазматической мембраны. В от­личие от этого, гуанилатциклаза расположена преимущественно в цитозоле и не активируется непосредственно гормональными «стимулами». Кальций оказывает важное действие как на гуанилатциклазную активность, так и на разрушение гЦМФ фосфодиэстеразой, и внутриклеточная концентрация кальция слу­жит, вероятно, основным регулятором уровня цАМФ и цГМФ в клетке [28].

Таблица 4—1. Пептидные гормоны и аденилатциклаза

1. Гормоны, действующие через цАМФ как «второй медиатор»  а. Адренокортикотропный гормон (АКТГ, кортикотропин)  б. Лютеинизирующий гормон (ЛГ, лютеотропин)  в. Хорионический гонадотропин человека (ХГЧ)  г. Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ, фоллитропин)  д. Гонадотропин сыворотки жеребой кобылы (ГСЖК)  е. Тиротропный гормон (ТТГ, тиротропин)  ж. Липотропин (ЛПГ) з. Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ, меланотропин)  и. Антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин)  к. Тиротропин-рилизинг гормон (ТРГ)  л. Паратиреоидный гормон (ПТГ)  м. Кальцитонин (КТ)  н. Глюкагон о. Катехоламины (b-адренергические эффекты)  п. Простагландины (ПГЕ₁)

2. Гормоны, действующие, вероятно, не через цАМФ  а. Ангиотензин II б. Гонадотропин-рилизинг гормон (ГнРГ, рилизинг-гормон лютеинизирую­щего гормона, РГ-ЛГ)

3. Гормоны, действующие не через цАМФ  а. Инсулин б. Инсулиноподобные факторы роста  в. Соматомедин г. Фактор роста эпидермиса (ФРЭ)  д. Фактор роста фибробластов (ФРФ)  е. Активность, стимулирующая размножение (АСР)  ж. Фактор роста нервов (ФРН)  з. Гормон роста (СТГ)  и. Пролактин к. Плацентарный лактоген  л. Окситоцин  м. Соматостатин н. Катехоламины (a-адренергические эффекты)  о. Простагландины (ПГF_2a) [3]

Рис. 4—9. Общая схема интеграции ранних и поздних реакций на действие гормонов, вызывающих как острые метаболические сдвиги, так и долговре­менные изменения роста и развития (Tata [27] в модификации).

Роль кальция в сопряжении стимула и реакции при активации сократительных и секреторных процессов была установлена доста­точно надежно. Впоследствии, однако, выяснение широко распро­страненных эффектов цАМФ в качестве «второго медиатора» обус­ловило тенденцию к умалению роли кальция как внутриклеточно  го регулятора. Позднее было показано значение взаимодействий между циклическими нуклеотидами и кальцием [29], и вновь стали подчеркивать примат этого иона в качестве медиатора активации многих процессов в клетках-мишенях [30].

ЦИКЛИЧЕСКИЙ АМФ

Поскольку гормональная стимуляция клеток-мишеней, как прави­ло, имеет прерывистый и преходящий характер, внутриклеточные «вторые медиаторы» должны подвергаться быстрому кругообороту (путем разрушения или поступления в новый цикл) с тем, чтобы повторные и меняющиеся внешние стимулы могли бы превращать­ся в строго соответствующие количественные реакции клетки. Ди­намическое равновесие между образованием и элиминацией цик­лических нуклеотидов контролирует их внутриклеточный уровень в исходном и активированном гормоном состоянии клетки и соз­дает возможность развития быстрых реакций на изменение уровня внеклеточных регуляторов. Эта регуляция опосредуется в основ­ном активацией аденилатциклазы в клеточной мембране, что при­водит к увеличению внутриклеточной концентрации цАМФ. Ско­рость разрушения цАМФ фосфодиэстеразой также является объек­том гормональной регуляции и может влиять на внутриклеточную концентрацию нуклеотида (см. рис. 4—2). Все известные на сего­дня эффекты цАМФ в эукариотических клетках реализуются через превращение неактивной фосфокиназы (протеинкиназы) в актив­ную форму, которая катализирует фосфорилирование специфиче­ских белковых субстратов в клетке-мишени. Таким образом, пони­мание механизма действия пептидных гормонов требует выяснения путей гормональной регуляции активности аденилатциклазы и фосфодиэстеразы, а также путей активации и функций цАМФ-за­висимой протеинкиназы.

Аденилатциклаза и ее регуляция

Открытие цАМФ и аденилатциклазы группой Sutherland было свя­зано с изучением регуляции печеночного гликогенолиза адренали­ном и глюкагоном [4]. Эти исследователи показали, что такие гипергликемизирующие агенты вызывают активацию гликогенфосфорилазы и последующее расщепление гликогена до глюкозофосфатов. Затем было показано, что активация гликогенфосфорилазы зависит от промежуточного этапа (позднее идентифицированного как фос­форилирование под действием протеинкиназы), который стимули­руется термостабильным фактором, образующимся при взаимодей­ствии гормона с нерастворимой фракцией печеночной клетки. Было установлено, что последняя реакция требует АТФ, который в присутствии гормона и иона магния превращается в цАМФ и неорганический фосфат. Далее было показано, что фермент, ответ­ственный за эту реакцию, располагается на внутренней поверхно­сти плазматической мембраны и активируется разными пептидны­ми гормонами (рис. 4—10). Названный первоначально Sutherlandаденилциклазой фермент плазматической мембраны впоследствии стали называть аденилатциклазой или аденилилциклазой. Эти термины точнее описывают его специфическое циклизирующее действие на АТФ. Фермент, ответственный за образо­вание цАМФ, следует называть наиболее широко употребительным термином «аденилатциклаза».

Вслед за идентификацией аденилатциклазы в качестве фер­мента, связанного с мембраной, и определением его регуляции со стороны катехоламинов и пептидных гормонов появилось огром­ное число сообщений об участии (или неучастии) цАМФ в гормон-зависимых процессах. Вскоре выяснилось, что способностью акти­вировать аденилатциклазу обладают только пептиды и трансмитте­ры, которые связываются с поверхностью клетки, тогда как другие гормоны, (тироксин и стероиды) не оказывают закономерного дей­ствия на систему аденилатциклаза — цАМФ. Sutherland рассмат­ривал циклазу как фермент, обладающий рецепторной субъедини­цей (местом распознавания пептидных гормонов) и каталитиче­ской субъединицей (превращающей АТФ в цАМФ). Позднее предполагалось, что эти субъединицы существуют в виде отдель­ных структур, плавающих в липидном бислое клеточной мембра­ны и объединяющихся в активную форму при взаимодействии гор­мона с рецепторным местом [10]. Это представление легло в основу двухэтапной теории активации фермента, согласно которой гормонрецепторный комплекс диффундирует по клеточной мембране и взаимодействует с каталитической единицей (активируя ее), расположенной на цитоплазматической поверхности мембраны (см. рис. 4—3).

Рис. 4—10. Активация ранних и поздних реакций в эндокринной клетке-мишени гормонами, стимулирующими аденилатциклазный-протеинкиназный путь. НСБ — нуклеотидсвязывающий белок; Р — рецептор.

Эта относительно простая модель аденилатциклазы впослед­ствии усложнилась, благодаря выяснению роли промежуточного процесса (трансдукции) между гормонрецепторным взаимодейст­вием и изменением конформации каталитической субъединицы, приводящим к активации фермента. Существование и свойства это­го промежуточного (сопрягающего) этапа были продемонстриро­ваны группой Rodbell в процессе изучения глюкагончувствительной аденилатциклазы, присутствующей в плазматических мембра­нах клеток крысиной печени [31]. На этой системе было показано, что гуаниловые нуклеотиды (особенно ГТФ) усиливают активи­рующее действие гормона на аденилатциклазу, а также способст­вуют диссоциации комплекса глюкагона с его рецептором. Иссле­дования Rodbellсвидетельствовали о том, что глюкагон облегчает активацию аденилатциклазы гуаниловыми нуклеотидами, а не ока­зывает прямого стимулирующего влияния на фермент. Регулятор­ный участок аденилатциклазы, взаимодействующий с гуаниловым нуклеотидом, идентифицирован в различных эукариотических тка­нях, и предполагается, что он играет фундаментальную роль в дей­ствии пептидных гормонов, катехоламинов и простагландинов.

Последующие эксперименты подтвердили общую зависимость ак­тивирующего аденилатциклазу действия пептидных гормонов от гуаниловых нуклеотидов, причем было подчеркнуто значение свя­зывания ГТФ с регуляторным участком как обязательного этапа гормонального действия [12].

Современная точка зрения на механизм гормональной актива­ции аденилатциклазы в качестве первичного этапа действия пеп­тидного гормона предполагает зависимое от лиганда присоединение ГТФ к регуляторному участку (см. рис. 4—4). Связывание ГТФ с этим промежуточным регуляторным белком превращает неактив­ную каталитическую единицу в ее активную циклизирующую фор­му; процесс активации прекращается при гидролизе связанного ГТФ с образованием ГДФ, и фермент восстанавливает свое исход­ное состояние. В пользу существования такого механизма свиде­тельствуют данные о том, что стимулируемая гормоном активность ГТФазы связана с гуапилнуклеотид-регуляторным участком, а также о способности негидролизуемых аналогов ГТФ (Gpp (NH) p и ГТФgS) вызывать выраженную и длительную активацию аде­нилатциклазы. Последний эффект обусловливается резистентно­стью синтетических аналогов к гидролитическому действию ГТФазы, что является причиной персистирующей занятости регу­ляторного участка активным нуклеотидом вместо обычно транзи­торного эффекта связывания ГТФ [32]. Этот механизм лежит и в основе выраженного действия холерного токсина на активность аденилатциклазы с «фиксированием» фермента в постоянно актив­ном состоянии. Указанный феномен зависит от присутствия ГТФ и обусловливается ингибированием токсинов гормонзависимой ГТФазной активности [33]. Этот эффект холерного токсина реали­зуется через стимуляцию переноса АДФ-рибозы (от НАД) на ассо­циированный с аденилатциклазой ГТФ-связывающий белок [34], что приводит к угнетению активности ГТФазы.

Все эти данные позволяют считать, что активность аденилат­циклазы «включается» возникающим под действием гормона свя­зыванием ГТФ в присутствии АТФ как субстрата и «выключает­ся» путем гидролиза ГТФ в регуляторном участке [33] (рис. 4— 11). «Выключение» реакции блокируется нефизиологическими агентами, такими, как Gpp (NH) p и холерный токсин, а также мо­жет служить способом регуляции активности аденилатциклазы другими внутриклеточными сигналами.

Дальнейшие указания на значение регуляторного участка были получены при попытках реконструкции гормончувствительной ак­тивности аденилатциклазы путем слияния клеток или добавления растворимых клеточных экстрактов к комплементарным мембра­нам. В опытах по слиянию клеток гетерокарионы, образуемые из характерных для эритролейкемии клеток крови (лишенных b-ре­цепторов) и эритроцитов индюшки (с инактивированной аденил­атциклазой), обнаруживали катехоламинчувствительную циклазную активность, отсутствовавшую в донорских клетках [35]. Подобно этому, рецепторы ЛГ, содержащиеся в богатых липидами экстрактах яичников, были перенесены в клетки сетчатой зоны коры надпочечников, в которой они опосредовали действие гона­дотропинов на продукцию цАМФ и кортикостероидов [6]. В экспе­риментах по реконструкции солюбилизированная детергентом аде­нилатциклаза включалась в состав содержащих рецепторы мем­бран мутантных клеток, дефицитных по аденилатциклазе, с восстановлением стимулируемой катехоламинами активности фер­мента [36]. Подобно упомянутым результатам исследований со сли­янием клеток эти данные подчеркивают пространственную неза­висимость гормональных рецепторов и аденилатциклазы и свиде­тельствуют о способности рецепторов к движению в латеральном направлении и взаимодействию с нуклеотидрегуляторной единицей аденилатциклазы в клеточной мембране. Такие данные свидетель­ствуют о том, что между гормональными рецепторами и компонен­тами аденилатциклазной системы существует общий сопрягающий механизм, проявляющийся при взаимодействии гетеротопных рецепторов и аденилатциклазы клетки-хозяина. Это могло бы ука­зывать на существование области конформационного сходства у всех рецепторов пептидных гормонов при сохранении уникально­сти их областей, ответственных за специфическое связывание гор­монов [36]. Выяснению вопроса о том, действительно ли рецепто­ры пептидных гормонов обладают общим доменом, определяющим возможность взаимодействия с регуляторными компонентами эффекторных мембранных ферментов, должен был бы способство­вать более подробный структурный анализ этих рецепторов.

Рис. 4—11. Роль циклических нуклеотидов в гормональной регуляции аде­нилатциклазы. Гормонрецепторное взаимодействие приводит к связыванию ГТФ регуляторным участком и активации аденилатциклазы. Гидролиз ГТФ до ГДФ, локализованной в этом участке ГТФфазой, восстанавливает не­активную форму фермента. Токсин холерного вибриона (ТХВ) необратимо инактивирует фермент, блокируй активность ГТФазы. Связывание регуля­торным участком негидролизуемых аналогов ГТФ, таких, как Gpp (NH) P, также вызывает длительную активацию фермента (Cassel и соавт. [33] в модификации). Ф_н — фосфор неорганический.

Результаты опытов по реконструкции, проведенные на мутант­ных клетках, обладающих b-адренергическими рецепторами и аде­нилатциклазой, которая, хотя и присутствовала, но была «разобщена» (т. е. не реагировала на катехоламины), показали восста­новление стимулируемой катехоламинами активности при добав­лении экстрактов клеток дикого типа. Это свидетельствует о том, что сопрягающий фактор (возможно, нормальная нуклеотидрегуляторная единица), включающийся в мембрану мутантной клетки, замещает предположительно дефектный у таких мутантов регу­ляторный участок [36].

Помимо участия в активации аденилатциклазы, гуаниловые ну­клеотиды часто влияют и на кинетику связывания и сродство гормонрецепторного взаимодействия. Анализ солюбилизированных мембранных систем и раздельных эффектов гуаниловых нуклеоти­дов на связывание гормона и активацию циклазы указывает на структурную и функциональную обособленность участков, влияю­щих на конформацию рецептора и ферментативную активность [32]. Разделенность «рецепторной» и «каталитической» единицы регуляторного белка надежно доказывается результатами этих и более ранних исследований, но вопрос о механизме взаимодейст­вия компонентов реакции остается нерешенным. Важным аспек­том влияния ГТФ на сродство рецепторов к лиганду является спо­собность нуклеотида снижать «прочность» связывания гормона почти с необратимой ассоциации до состояния (в некоторых слу­чаях) с гораздо меньшим сродством. Это наблюдалось в отноше­нии рецепторов глюкагона, а также в отношении связывания ли­гандов-агонистов с b-адренергическими рецепторами. В отличие от этого, гуаниловые нуклеотиды не изменяли связывание b-антаго­нистов, что указывает на роль сопряжения с аденилатциклазой в способности нуклеотидов повышать диссоциацию связанного с рецептором агониста [20]. Хотя данные, полученные при исследо­вании глюкагоновой системы, свидетельствуют в пользу существо­вания обособленных мест действия нуклеотидов на регуляцию рецепторного связывания и активность аденилатциклазы, однако роль этих мест в гормональной активации и рецепторферментном сопряжении все еще остается не выясненной. Состояние низкого сродства рецептора, вызываемое ГТФ, рассматривается как благо­приятное предшествующее состояние процесса трансмембранного сопряжения, а разобщенная форма рецептора, обладающая высо­ким сродством, могла бы отражать неактивное состояние фермен­та. Последнее могло бы иметь отношение к «десенситизации» аде­нилатциклазы повышенными концентрациями гормона [20].

Роль фосфорилирования в эффектах цАМФ: протеинкиназы

Вслед за открытием цАМФ и анализом его роли в опосредовании эффектов глюкагона и адреналина на гликолиз было выяснено, что циклический нуклеотид принимает участие в регуляции разнооб­разных метаболических функций. Свидетельством тому служит глобальное присутствие цАМФ у прокариот и эукариот и его учас­тие в реакциях, связанных не только с действием гормонов [4]. Было установлено, что способность цАМФ активировать фосфорилазкиназу в печеночных клетках является общим свойством эукариотических клеток, в которых все эффекты цАМФ реализуются через фосфорилирование белковых субстратов. Подобно цАМФ в эукариотических клетках присутствует фермент, называемый цАМФ-зависимой протеинкиназой, который опосредует эффекты цАМФ на клеточный метаболизм [37]. У прокариот эффекты цАМФ реализуются через другой механизм — взаимодействие цАМФ-связывающих белков с регуляторными участками генома.

В животных тканях цАМФ-зависимая протеинкиназа катали­зирует фосфорилирование многих белковых субстратов, перенося фосфат с АТФ на специфические сериновые (и иногда треониновые) остатки. По данному месту фосфорилируется ряд известных белковых субстратов, в том числе ферменты, такие, как фосфорилазкиназа, гликогенсинтетаза и гормончувствительная липаза, и неферментные клеточные белки, такие, как гистоны, ядерные негистоновые, рибосомные белки, белки микротрубочек и мембран [38]. Большинство субстратов, обладающих ферментативной актив­ностью, существует либо в фосфо-, либо в дефосфоформах, взаимо­превращение которых из активного в неактивное состояние проис­ходит в результате согласованного действия протеинфосфокиназы и фосфопротеинфосфатазы. Протеинфосфокиназы, в том числе цАМФ-зависимая протеинкиназа, переносят g-фосфатную группу с АТФ на белковые субстраты, тогда как фосфопротеинфосфатазы катализируют гидролиз фосфопротеинов, отщепляя от них фосфат­ные группы. Этот цикл фосфорилирование—дефосфорилирование считается в настоящее время повсеместно распространенным меха­низмом регуляции метаболизма, причем применительно не только к ферментам, но и к сократительным реакциям, мембранным активностям и ядерным процессам. На функциональном уровне такие эффекты проявляются физиологическими процессами мышечного сокращения, секреции и деятельности нейронов.

Открытие Greengard того факта, что все животные клетки со­держат цАМФ-зависимую протеинкиназу, привело к созданию концепции, согласно которой разнообразные эффекты цАМФ реа­лизуются через этот единственный класс ферментов [39]. С этой точки зрения, специфичность опосредуемых цАМФ реакций опре­деляется характером протеинкиназы и особенно характером белко­вых субстратов, присутствующих в клетках данного типа. Счита­ется, что каждый белковый субстрат контролирует специфический метаболический или физиологический процесс, скорость которого увеличивается или уменьшается при фосфорилировании регуля­торного белка. Способ, с помощью которого фосфорилирование белка опосредует биологические эффекты гормонов и трансмитте­ров, действующих через цАМФ, представлен на рис. 4—12.

Следовало бы полагать, что для катализа фосфорилирования отдельных белковых субстратов при опосредовании многочислен­ных эффектов цАМФ должно существовать множество протеинки­наз. Однако в животных клетках идентифицировано лишь неболь­шое число основных форм этого фермента; поэтому специфичность каждой реакции фосфорилирования должна определяться локали­зацией и характером белкового субстрата. Протеинкиназы широко различаются по своей зависимости или независимости от цикличе­ских нуклеотидов (табл. 4—2).

Рис. 4—12. Общая схема действия пептидного гормона через аденилатцик­лазный и протеинкиназный метаболический путь, предполагающая конт­роль регуляторных белков с помощью фосфорилирования и дефосфорилирования (Greengard [37] в модификации).

Таблица 4—2. Классификация протеинкиназ

1. Ферменты, зависимые и не зависимые от циклических нуклеотидов

2. цАМФ- и цГМФ-зависимые ферменты

3. цАМФ-зависимые ферменты I и II типов

Протеинкиназы, не зависимые от циклических нуклеотидов, при­сутствуют во всех областях клетки и регулируются, по-видимому, другими внутриклеточными сигналами. Недавно обнаруженный класс протеинкиназ для своей активности требует присутствия липидных компонентов мембраны и кальция; ферменты этого клас­са могут быть частью трансмембранных контролирующих систем, регулируемых кальцием. Большинство контролируемых гормона­ми протеинкиназ клеток-мишеней зависит от цАМФ или (реже) от цГМФ. Такие зависимые от циклических нуклеотидов протеин­киназы сосредоточены в цитозоле, по встречаются также в плазма­тических мембранах и в других клеточных органеллах. Они акти­вируются микромолярными концентрациями циклических пурино­вых нуклеотидов (цАМФ и цГМФ) и быстро стимулируются при повышении продукции циклических нуклеотидов в результате дей­ствия гормона на клеточную мембрану. Оба типа зависимых от циклических нуклеотидов протеинкиназ активируются при связы­вании нуклеотида специальным участком фермента. цАМФ-зави­симая протеинкиназа в неактивной форме представляет собой тетрамер, состоящий из субъединиц двух типов: для связывания цАМФ и для катализа переноса фосфата. Неактивный тетрамер состоит из двух связывающих, или регуляторных (Р), субъединиц и двух ферментных, или каталитических (К), субъединиц. При связывании цАМФ с Р2-субъединицами тетрамер Р₂К₂ диссоциирует, высвобождая активные каталитические субъединицы, обла­дающие фосфотрансферазной активностью [38]. Эту реакцию мож­но представить следующим образом:

Р₂К₂ (неактивная) + 4цАМФ « Р2•цАМФ₄ + 2К (активная).

После своего образования свободная К-субъединица обнаружива­ет функциональное сходство с цАМФ-независимыми протеинкина­зами, но ее можно отличить по характерному размеру (молекуляр­ная масса 38000) и реакции на термостабильный ингибиторный белок, который блокирует ее каталитическую активность и пред­отвращает рекомбинацию с регуляторной субъединицей. Каталити­ческие субъединицы, по всей вероятности, едины во всех формах цАМФ-зависимых протеинкиназ, тогда как регуляторные субъеди­ницы обнаруживают индивидуальные особенности. Считается, что регуляторные субъединицы, высвобождающиеся при диссоциации протеинкиназы, остаются в виде Р₂-димера и позднее подвергаются повторной ассоциации со свободными каталитическими субъедини­цами, в результате чего восстанавливается неактивный голофермент. В отсутствии цАМФ регуляторные и каталитические субъ­единицы связаны друг с другом с высоким сродством и в физиоло­гических условиях присутствуют преимущественно в виде неактив­ного голофермента [40]. цГМФ-зависимые протеинкиназы вначале были обнаружены у беспозвоночных, но позднее их нашли и в тканях млекопитающих, где они функционируют иным образом, чем цАМФ-зависимый фер­мент. Их сродство к цАМФ гораздо ниже, чем к цГМФ, а фермен­тативная активность обычно также уступает таковой цАМФ-зави­симого фермента. Активация осуществляется путем связывания цГМФ регуляторным участком фермента, причем считают, что подобно цАМФ-зависимой протеинкиназе этот фермент также диссоциирует с высвобождением активной каталитической единицы. Недавно была установлена гомология между двумя формами зави­симых от циклических нуклеотидов ферментов, что привело к мыс­ли об их общем эволюционном происхождении из примитивной фосфотрансферазы [41].

Растворимые формы цАМФ-зависимой протеинкиназы из тка­ней млекопитающих с помощью ионообменной хроматографии уда­ется разделить на два главных типа (табл. 4—3).

Протеинкиназа I типа имеет менее кислый оптимум, быстро диссоциирует под влиянием субстрата (гистонов) или высокой концентрации соли (0,5 М NaCl) и медленно реассоциирует после вызванной цАМФ диссоциации. Фермент II типа имеет более кис­лый оптимум и медленнее диссоциирует под действием гисто­нов и соли, но быстро реассоциирует, образуя неактивный олигомер. В большинстве тканей присутствуют обе формы протеинкиназ, но их соотношение в клетках разного типа варьирует. Так, в скелетной мышце кролика преобладает фермент I типа, а в сердеч­ной мышце крупного рогатого скота—фермент II типа. Оба голофермента обычно сходны по составу и молекулярной массе субъдиниц: каждая связывает по две молекулы цАМФ, а их катали­тические субъединицы, по всей вероятности, идентичны. Различия касаются молекулярной массы и функции регуляторных субъединиц, причем главное различие заключается в том, что фермент I типа связывает Mg-АТФ, тогда как фермент II типа катализи­рует фосфорилирование своей собственной регуляторной субъеди­ницы за счет АТФ. Связывание АТФ ферментом I типа снижает его сродство к цАМФ и, по-видимому, способствует сохранению неактивного состояния фермента. Субъединица I типа, хотя и свя­зывает АТФ, не фосфорилируется каким бы то ни было фермен­том, что отличается от «аутофосфорилирования», свойственного ферменту II типа [42].

Таблица 4—3. Свойства цАМФ-зависимой протеинкиназы

Функциональное значение этих двух эффектов на Р-субъединицы не ясно, хотя фосфорилирование ферментов II типа могло бы представлять собой эволюционно более позднюю форму связыва­ния субстрата (АТФ), характерного и для фермента I типа. Фос­форилирование протеинкиназы II типа сопровождается снижени­ем скорости воссоединения диссоциированных Р- и К-субъединиц. Таким образом, фосфорилирование могло бы служить фактором контроля за активностью диссоциированного фермента и регули­ровать скорость восстановления его неактивной формы. Ускорение дефосфорилирования Р-субъединицы должно было бы способство­вать рекомбинации голофермента Р₂К₂, приводящей к высвобож­дению и разрушению цАМФ. Таким способом могла бы осуществ­ляться регуляция соотношения активного и неактивного ферментов в отсутствие изменений концентрации цАМФ. Другая возможность заключается в том, что ферменты II типа, участвующие в быстрых циклах метаболических процессов, что наблюдается в сердечной и нервной тканях, приобрели способность более тонко регулировать­ся (инактивироваться) эффектами этапа фосфорилирования: дефосфорилирование на регуляторную субъединицу по механизму ультракороткой обратной связи.

После установления роли цАМФ-зависимой протеинкиназы в фосфорилировании и активации фосфорилазы киназы было пока­зано, что этот фермент фосфорилирует основные белки, в том чис­ле гистоны, казеин и протамин, как и многие денатурированные белки (такие, как протеин яичного белка, лизоцим и бычий сыво­роточный альбумин), в своем нативном состоянии не являющиеся субстратами фосфорилирования. Небольшие основные пептиды так­же фосфорилируются этим ферментом, как и синтетические пеп­тидные последовательности, сходные с участками фосфорилирова­ния нативных и денатурированных белковых субстратов. Эти дан­ные указывают на то, что реакция фосфорилирования, осущест­вляемая протеинкиназой, является не слишком специфичной в от­ношении аминокислотных последовательностей отдельных белков, но обладает сравнительно высокой специфичностью по отношению к остаткам серина, локализованным в определенных участках пер­вичной аминокислотной последовательности многих белков. При анализе структур, необходимых для фосфорилирования, обнаружи­ли, что пептидные субстраты протеинкиназы обладают двумя близ­ко расположенными основными аминокислотами, одной из которых является аргинин, локализующийся через 2—5 остатков от фосфо­рилируемого серинового остатка на аминоконцевой стороне пеп­тида [43].

В физиологически важных белковых субстратах цАМФ-зависимой протеинкиназы были определены две формы аминокислотной последовательности на участке фосфорилирования

В этих последовательностях на месте Х может стоять любая аминокислота, хотя остатки, располагающиеся в непосредственной близости к серину, обычно имеют гидрофобные боковые цепи. Уча­сток фосфорилирования I типа, где основные аминокислоты отде­лены от серина двумя остатками, присутствует в b-субъединице фосфорилазы киназы и в гликогенситетазе. Участок II типа ним промежуточным остатком) присутствует в пируваткиназе и регуляторной субъединице цАМФ-зависимой протеинкиназы II типа. Поскольку скорость фосфорилирования главным образом зависит от сравнительно часто встречающейся первичной последо­вательности на определенном участке пептидной цепи, специфич­ность отдельных белков как субстратов фосфорилирования должна определяться их вторичной и третичной (т. е. трехмерной) кон­формацией, которая может ограничивать присутствие потенциально фосфорилируемых участков для каталитической единицы фер­мента. Предполагаемая роль вторичной структуры в определении субстратной специфичности сводится к положению фосфорилируе­мого серина на гидрофильной поверхности белкового субстрата, в сформированных водородными связями складках b-структуры, которая может быть «узнана» протеинкиназой [44].

Механизмы гликогенолиза и липолиза

Гормональная регуляция межуточного обмена и продукции энер­гии является одной из наиболее изученных областей действия пеп­тидных гормонов. Общие аспекты гормональной регуляции гомео­стаза глюкозы выяснены сравнительно полно, но клеточные меха­низмы оказались более сложными, чем считали ранее. В периоды голодания основным источником глюкозы крови служит печень, высвобождающая сахар со скоростью, зависящей от содержания глюкозы в крови и действия катаболических гормонов, таких, как глюкагон и катехоламины. В физиологических условиях главным ингибитором высвобождения глюкозы является инсулин, причем секретируясь после приема пищи, он противодействует эффектам катаболических гормонов. Глюкоза, высвобождаемая печенью при голодании, вначале продуцируется за счет гликогенолиза, но после истощения запасов гликогена в органе — за счет глюконеогенеза из лактата и аминокислот.

Исследования Rail и Sutherland по гликогенолизу в печени собак показали, что цАМФ, образуемый аденилатциклазой в ответ на действие глюкагона и адреналина, вызывает активацию гликогенфосфорилазы [45]. Эта реакция зависит от превращения фосфорилазы киназы из неактивной (дефосфо-) формы в активный фос­форилированный фермент, который затем катализирует превраще­ние гликогенфосфорилазы b в активную фосфорилазу а в ходе последующего этапа фосфорилирования. Активная фосфорилаза разрушает гликоген до глюкозо-1-фосфата, превращающегося в глюкозо-6-фосфат, а затем в свободную глюкозу, высвобождаемую в кровь (рис. 4—13). цАМФ-зависимый фермент, ответственный за активацию фосфорилазы киназы, названный вначале киназой фосфорилазкиназы, оказался широко распространенным в природе-и способным катализировать фосфорилирование многих белковых субстратов, а не только фосфорилазу киназы. Это привело к мысли о том, что все эффекты цАМФ у высших организмов опосредуются реакциями фосфорилирования белков, осуществляемыми цАМФ-зависимой протеинкиназой, выступающей в роли внутриклеточно­го рецептора цАМФ [39].

Общая схема метаболизма гликогена в печени, приведенная на рис. 4—13, начинается с активации протеинкиназы катаболически­ми гормонами, вслед за чем происходит фосфорилирование фосфо­рилазкиназы и гликогенсинтетазы [46]. Фосфорилирование активи­рует киназу и инактивирует синтетазу, вызывая ускорение фосфоролитического расщепления гликогена и снижение его синтеза из. УДФ-глюкозы. Протеинкиназа опосредует влияние цАМФ на рас­пад гликогена и в скелетной мышце, обеспечивая ткань глюкозо-1-фосфатом для гликолиза. В печени, помимо стимуляции распада гликогена до глюкозы и угнетения синтеза гликогена, цАМФ сти­мулирует также глюконеогенез из таких предшественников, как аланин, лактат и пируват.

Рис. 4—13. Регуляция печеночного гликогенолиза гормонами, действующи­ми через цАМФ-зависимую протеинкиназу и кальцийзависимые процессы. Каталитическая субъединица (КС); отделяющаяся под действием цАМФ от голофермента протеинкиназы, фосфорилирует и активирует гликогенфосфорилазу (через фосфорилазу киназы) и обусловливает фосфорилирование и инактивацию гликогенсинтетазы (вероятно, через тот же фермент), что при­водит к распаду гликогена и увеличению продукции глюкозы. Повышение содержания кальция в цитозоле, обусловленное поглощением или мобилизацией кальциевых запасов, действует как фактор, опосредующий влияние a-агонистов (а также вазопрессина и ангиотензина II) на активацию фосфорилазкиназы, путем связывания с кальмодулином — d-субъединицей фосфорилазо-b-киназы. PC — регуляторная субъединица; Ф_н — фосфор неорганический.

Хотя главным регулятором быстрого высвобождения глюкозы из печени считается глюкагон, но катехоламины также, по-види­мому, играют важную роль в этом процессе у некоторых видов животных и человека. Первоначально считали, что действие как глюкагона, так и катехоламинов на активацию фосфорилазы опо­средуется цАМФ; кальцию отводили дополнительную роль в сти­муляции фосфорилазкиназы. Что касается глюкагона, то до сих пор еще полагают, что его влияние на печеночный гликогенолиз (и глюконеогенез) зависит от цАМФ, действующего, вероятно, в кон­центрациях, гораздо более низких, чем те, которые создаются при экспериментальной стимуляции печеночных клеток глюкагоном. Однако в отношении катехоламинов современные данные свиде­тельствуют о том, что в отличие от действия глюкагона стрессор­ные гормоны, такие, как катехоламины, вазопрессин и ангиотен­зин II, стимулируют гликогенолиз и глюконеогенез не через цАМФ, а с помощью других механизмов. Хотя адреналин активи­рует аденилатциклазу через печеночные b-адренергические рецеп­торы, повышая образование цАМФ, в настоящее время считают  что влияние катехоламинов на печеночный гликогенолиз опосре­дуется главным образом a-адренергическими рецепторами и не за­висит от цАМФ. Вместо этого a-адренергическая активация фос­форилазы зависит, по-видимому, от ионов кальция [47].

Вазопрессин и ангиотензин II также стимулируют печеночную фосфорилазу с помощью цАМФ-независимого механизма, в кото­ром важную роль играет «кальциевый статус» гепатоцита, опосре­дующий действие всех трех стрессорных гормонов. Считают, что эти пептиды активируют печеночную фосфорилазу путем мобили­зации внутриклеточных запасов кальция (что приводит к повы­шению его концентрации в цитозоле) и далее к стимуляции фосфорилазо-b-киназы [48]. Роль внутриклеточных источников каль­ция, мобилизуемого при действии гормонов, приписывают мито­хондриям, микросомам и плазматической мембране; в последней это является результатом ускоренного кругооборота фосфатидилинозитола. Современные данные свидетельствуют в пользу митохон­дриального кальциевого пула как источника, из которого катехола­мины (а также вазопрессин и ангиотензин II) черпают кальций, поступающий в цитоплазму и внеклеточную жидкость. Это означа­ет, что второй медиатор, образуемый гормонрецепторным взаимо­действием в плазматической мембране, приводит к мобилизации внутриклеточных кальциевых запасов, увеличивая результирую­щий выход кальция из митохондрий [47]. При a-адренергической стимуляции печеночных клеток наблюдали и повышение уровня пГМФ, но это, вероятно, отражает изменения концентрации сво­бодного внутриклеточного кальция и последующую активацию гуанилатциклазы. Функциональное значение эффектов гормонов этой группы на печень может заключаться в их связи с острым стрессом, поскольку они индуцируют печеночный гликогенолиз в таких концентрациях, которые присутствуют в крови лишь при шоке и обезвоживании [49].

Рис. 4—14. Регуляция липолиза цАМФ-зависимой протеинкиназой. Актива­ция гормончувствительной липазы путем фосфорилирования приводит к ускорению распада триглицеридов с образованием глицерина и свободных жирных кислот (по данным Steinberg и соавт. [5] в модификации). КС — каталитическая субъединица; PC — регуляторная субъединица. Ф_н — фос­фор неорганический.

Помимо действия на гликолиз, обеспечивающего присутствие глюкозы как источника энергии, цАМФ играет также важнейшую роль в мобилизации свободных жирных кислот из жировой ткани. Это обусловливается фосфорилированием и активацией гормончув­ствительной липазы, которая регулирует скорость-ограничивающий этап гидролиза эфирных связей в процессе распада триглицеридов (рис. 4—14). Быстро действующие гормоны, в том числе глюкагон, адреналин и АКТГ, повышают активность гормончувствительной липазы путем фосфорилирования, которое определяется цАМФ-за­висимой протеинкиназой. Поскольку жировая ткань содержит также фосфорилазу и гликогенсинтетазу, то присутствие трех фер­ментных систем, контролируемых цАМФ-зависимой протеинкина­зой, повышает необходимость существования «пост-цАМФ овых» механизмов, которые регулировали бы и интегрировали отдельные ферментативные процессы, «запускаемые» протеинкиназой [50].

Насколько общей является роль фосфорилирования в эффектах цАМФ?

Тот факт, что многие гормоны повышают содержание цАМФ в своих клетках-мишенях и что в большинстве клеток млекопитаю­щих присутствуют близкие уровни цАМФ-зависимой протеинкина­зы, привел к представлению о том, что эффекты цАМФ в эукариотических тканях реализуются путем фосфорилирования регуля­торных белков. Этот механизм действия радикально отличается от того, который функционирует у прокариот, у которых цАМФ дей­ствует с помощью стероидоподобного механизма, заключающегося в том, что цАМФ-связывающий белок, регулирует транскрипцию генов после связывания с бактериальной ДНК [54]. Как уже отме­чалось, можно полагать, что бактериальный цАМФ-связывающий белок и регуляторная цАМФ-связывающая субъединица образова­лись в процессе эволюции из примитивной глюкотрансферазной системы. У эукариотических организмов связывание цАМФ с высоким сродством полностью ограничено только регуляторной субъединицей протеинкиназы, которая действует в функциональ­ном соответствии с аденилатциклазой, реализуя эффекты различ­ных гормонов. Поскольку число отдельных цАМФ-зависимых про­теинкиназ ограничено двумя или тремя основными типами, то, как уже отмечалось, функциональное разнообразие гормональных эффектов должно зависеть от специфичности ферментов и присут­ствия специфических субстратов или специфических участков белковых субстратов.

Хотя в некоторых тканях млекопитающих были идентифици­рованы и другие цАМФ-связывающие белки, они не обнаружива­ли свойственных регуляторной субъединице протеинкиназы высо­кого сродства и специфичности связывания. цАМФ в качестве суб­страта связывается и с фосфодиэстеразами, присутствующими в большинстве клеток, но опять-таки эта связь не имеет той высокой специфичности и сродства, которые характерны для связи цАМФ с регуляторной субъединицей протеинкиназы. Таким образом, современная точка зрения, согласно которой цАМФ действует только через протеинкиназу, по всей вероятности, соответствует действительности; это относится и к представлению о том, что в действии цАМФ всегда участвует фосфорилирование. Рассматри­валась и возможность миграции комплекса цАМФ-Р в ядро и дру­гие клеточные участки с развитием в них регуляторных эффектов,, но чаще предполагается транслокация в ядра голофермента или свободной каталитической субъединицы. Некоторые данные о пере­мещении связывающих или ферментных субъединиц между цито­плазмой и фракциями клеточных частиц наверняка могли зави­сеть от условий эксперимента, но другие, по-видимому, отражают истинную транслокацию фосфокиназной активности в ядро. По­скольку большинство эффектов белковых гормонов не зависит от изменения синтеза РНК и белка, вряд ли можно думать, что ядер­ные влияния цАМФ являются компонентом быстрых регулятор­ных действий циклического нуклеотида. Хотя цАМФ-зависимая протеинкиназа может играть роль в фосфорилировании ядерных белков [52] и регуляции транскрипции и синтеза РНК, значение этих эффектов протеинкиназы в качестве механизма, с помощью которого цАМФ мог бы регулировать функцию клеток-мишеней, нуждается в дальнейшей оценке.

Гормоны, использующие цАМФ в качестве второго медиатора

Хотя известно, что многие пептидные гормоны действуют пу­тем опосредованной рецептором активации аденилатциклазы и образования цАМФ, в других случаях невозможно продемонстри­ровать роль цАМФ в механизме действия пептидов. К предполагае­мым внутриклеточным медиаторам действия пептидных гормонов относятся кальций, цГМФ, калий, простагландины и изменения мембранного потенциала и внутриклеточного окислительно-восстановительного потенциала. На самом деле, существует мало надеж­ных доказательств роли большинства из этих факторов в действии пептидных гормонов, хотя на кальций как на главный внутрикле­точный регулятор в стимулированных гормонами клетках указы­вают достаточно многочисленные косвенные данные. Изменение концентрации ионов во внутриклеточных пространствах измерить очень трудно, что создает проблемы при попытке приписать каль­циевым и калиевым сигналам специфические эффекторные свой­ства при действии гормонов. В отличие от этого уровень индуци­рованного гормоном цАМФ может быть относительно велик по сравнению с базальным внутриклеточным содержанием нуклеоти­да, причем при стимуляции клеток-мишеией пептидными гормо­нами значительные количества цАМФ часто высвобождаются во внеклеточную жидкость. Внеклеточный цАМФ у низших организ­мов (например, слизистая плесень) играет биологическую роль, но у высших животных за ним не признают значения межклеточного медиатора. В тканях млекопитающих внеклеточные уровни цАМФ повышаются только при чрезмерной гормональной стимуляции, что наблюдают в почках при инфузии или гиперсекреции паратиреоидного гормона.

Как правило, однако, изменения уровня цАМФ, вызываемые физиологическими концентрациями пептидных гормонов, весьма малы, что иногда создает впечатление расхождений между реак­циями клеток-мишеней и степенью продукции цАМФ. Такие ка­жущиеся противоречия были объяснены с помощью тщательных измерений уровня цАМФ в отдельных клеточных пространствах (например, связанного с регуляторной субъединицей протеинкина­зы). Такой подход обнаружил корреляцию между уровнями Р-цАМФ и реакциями стероидогенеза в семенниках, яичниках и надпочечниках, возникающими при действии соответствующих тропных гормонов [6]. Вместе с тем применение аналогичных под­ходов к анализу действия других пептидных гормонов, таких, как ангиотензин II и ГнРГ, выявило отсутствие корреляции между реакциями цАМФ и других клеточных процессов (например, секреции альдостерона и высвобождения ЛГ) на гормон, что ука­зывает, вероятно, на большую роль других факторов (таких, как кальций) в качестве второго медиатора действия этих лигандов. Значение кальция как внутриклеточного регулятора гормонального эффекта подробнее описывается в следующем разделе.

Пептидные гормоны с указанием роли цАМФ в опосредовании их действия перечислены в табл. 4—1. Некоторые пептиды и белки можно считать наверняка зависимыми от роли цАМФ в качестве второго медиатора (АКТГ, ЛГ, ФСГ, ТТГ, глюкагон), тогда как другие (ангиотензин II, ГнРГ) в большей степени зависят, вероят­но от кальция, а третьи определенно не опосредуют свое действие циклическим нуклеотидом (СТГ, пролактин, инсулин и другие факторы роста). Даже в тех случаях, когда действие пептидного гормона на конкретную клеточную реакцию можно отнести за счет цАМФ как второго медиатора, это не исключает существования других эффектов (например, на клеточный рост и сохранение диф­ференцированных функций), которые могут опосредоваться и не циклическими нуклеотидами.

КАЛЬЦИЙ

Значение кальция как активатора клеточных функций было выяс­нено почти 100 лет назад, когда Ringer показал его роль в сократи­мости сердечной мышцы лягушки. Помимо участия кальция в мышечном сокращении и нейромышечной передаче, было установ­лено, что он играет существенную роль в секреторных процессах, а также участвует в более общих механизмах внутриклеточной ре­гуляции [53]. Функция кальция в качестве внутриклеточного ме­диатора постулируется гипотезой сопряжения стимула и секреции, которая исходит из того, что ионы кальция служат первичным соединительным звеном между стимулом и секрецией [54]. Позднее выяснилось значение кооперативных взаимодействий между каль­цием и циклическими нуклеотидами при действии гормонов [29]. В настоящее время кальций и циклические нуклеотиды считаются главными компонентами внутриклеточной сигнальной системы, которая регулирует активность клеток в ответ на внешние стиму­лы [29, 30]. Каждый из этих медиаторов совершает быстрый круго­оборот, так что их внутриклеточная концентрация отражает дина­мическое равновесие между возникновением и исчезновением сиг­нала. Этот динамический баланс и быстрый кругооборот молекул медиатора обусловливает возможность быстрого реагирования на прекращение стимула. Повышение внутриклеточного содержания «вторых медиаторов» при действии гормонов обычно обусловлива­ется ускорением их образования, что наблюдается при стимуляции аденилатциклазы или притоке кальция. В некоторых случаях, од­нако, изменение уровня сигнала определяется снижением скоро­сти его исчезновения, что происходит при изменении уровня цАМФ вследствие изменения активности фосфодиэстеразы. В этом отношении взаимодействия, существующие между кальцием и ге­нерацией и метаболизмом циклических нуклеотидов, весьма важ­ны, поскольку ферменты, контролирующие как синтез, так и раз­рушение цАМФ и цГМФ, регулируются зависимыми от кальция механизмами обратной связи, которые интегрируют активность «вторых медиаторов» при гормональной стимуляции [30].

Регуляция внутриклеточной концентрации кальция

Функция кальция в качестве медиатора требует возможности быстрых изменений его концентрации в нужных участках клетки во время действия гормонов с последующим влиянием на конкрет­ные метаболические процессы. Это влияние обычно зависит от модуляции активности специфических регуляторных ферментов, например, перечисленных в табл. 4—4.

Таблица 4—4. Некоторые ферменты, активность которых модулируете» кальцием

С точки зрения гормонального эффекта влияние кальция на актив­ность аденилат- и гуанилатциклазы, а также фосфодиэстеразы является важнейшим фактором динамического контроля за внут­риклеточным содержанием циклических нуклеотидов. В настоящее время известно, что регуляторные влияния кальция на фермент­ные системы зависят от его связывания белком с низкой молеку­лярной массой, называемым кальций-зависимым регулятором (КЗР) или кальмодулином. Этот белок, первоначально идентифи­цированный в качестве регулятора активности фосфодиэстеразы в головном мозге [55], известен в настоящее время как выполняющий важную промежуточную функцию в контроле кальциевой регуля­ции ферментов во многих тканях. В некоторых случаях активность кальмодулина тесно связана с регулируемым ферментом, и ком­плекс Са²⁺—кальмодулин служит регуляторным лигандом, опо­средующим эффекты свободного Са²⁺ на активацию или ингибиро­вание фермента.

Первичным сдвигом при опосредованных кальцием клеточных реакциях на внешние стимулы является поступление ионов каль­ция в цитоплазму клетки. Кальций, участвующий в этом движении, должен поступать из одного, из двух главных источников: либо из внутриклеточных запасов, либо из внеклеточной жидкости, в кото­рой концентрация свободного кальция составляет примерно-1,25 мМ. Хотя внутриклеточная концентрация свободного кальция очень низка (от 0,1 до 10 мкМ), в митохондриях и микросомах концентрация его сравнительно высока (1—20 мМ). Плазматиче­ская мембрана также содержит существенные количества связан­ного кальция и обнаруживает высокий трансмембранный кальцие­вый градиент. Помимо высокого концентрационного градиента между внеклеточным и внутриклеточным кальцием, трансмем­бранный электрический градиент способствует поступлению каль­ция в клетку, хотя скорость притока кальция в отсутствие внешних стимулов обычно низка. Эта ограниченная проницаемость вкупе с наружным перимембранным пулом связанного кальция придает многим клеткам относительную толерантность к измене­ниям концентрации кальция в окружающей среде, особенно в усло­виях покоя. Однако повышенная чувствительность к кальцию, час­то сопровождающая стимуляцию, свидетельствует о том, что важ­ным этапом активации клеток является изменение проницаемости мембран [30]. Таким образом, хотя перераспределение внутренних запасов кальция могло бы служить фактором повышения внутри­клеточного уровня этого иона, основной формой регуляции являет­ся, вероятно, изменение проницаемости плазматической мембраны или процессов транспорта кальция в клетку.

Поступление кальция через плазматическую мембрану может обусловливаться изменением проницаемости мембраны или мем­бранного потенциала под действием стимула. Хотя это, вероятно, имеет меньшее отношение к действию пептидных гормонов, изме­нение мембранного потенциала связано, по-видимому, со способно­стью высоких концентраций калия стимулировать многие гормон-зависимые процессы за счет деполяризации мембраны и увеличе­ния поступления кальция. В общем, увеличение внутриклеточного содержания кальция вследствие изменений мембранной проницае­мости сопровождается выходом кальция из клетки, что можно видеть при проведении опытов с ⁴⁵Са. Однако изменения потока радиоактивного кальция обычно невелики и могут стимулировать­ся повышением обмена кальция между его внутриклеточными запасами. Прирост количества внутриклеточного кальция в нерв­ных и мышечных клетках активно ликвидируется за счет его обме­на на натрий, а в невозбудимых клетках — за счет работы мем­бранного кальциевого насоса (вероятно, Ca/Mg-АТФазы). В связи с этим стимулы, опосредуемые перераспределением внутриклеточ­ного кальция, часто сопровождаются увеличением выхода ⁴⁵Са из клетки вследствие быстрого вытеснения мобилизованного кальция через плазматическую мембрану.

Механизмы действия кальция как второго медиатора: кальмодулин

Биологические эффекты кальция реализуются с помощью трех главных механизмов: взаимодействия с сократительными элемен­тами, изменения проницаемости мембран для ионов и регуляции активности ферментов. Влияние кальция на аденнлат- и гуанилатциклазу и фосфодиэстеразу играет существенную роль в регуля­ции динамических уровней циклических нуклеотидов и в сопряже­нии двух внутриклеточных систем медиаторов за счет механизмов обратной связи, интегрирующих биологическую активность этих систем (рис. 4—15).

Основной прогресс в понимании эффектов кальция был связан с открытием кальцийзависимого регуляторного белка, или кальмодулина, и выяснением его структурного и функционального сходства с тропонином С [55]. При мышечном сокращении кальций свя­зывается тропонином и образующийся комплекс одновременно облегчает взаимодействие между актином и миозином и активи­рует миозиновую АТФазу, что необходимо для повторения актино-миозинового взаимодействия. Присутствие актина в несокращаю­щихся клетках указывает на роль сократительных элементов. в клеточной мобильности, движении клеточных органелл, высво­бождении гранул и эндоцитозе. Поскольку содержащие актин мик­рофиламенты часто концентрируются под плазматической мембра­ной и иногда оказываются прикрепленными к мембранным бел­кам, они могли бы служить фактором, опосредующим эффекты кальция на подвижность клеток, текучесть мембраны и перегруп­пировку или интернализацию связанных с мембраной белков и ассоциированных с ними наружных лигандов.

Рис. 4—15. Общая связь между главными межклеточными и внутриклеточ­ными регуляторными лигандами и их рецепторными белками, т. е. пептид­ными гормонами, кальцием и циклическими нуклеотидмонофосфатами (цНМФ). В3аимодействие между этими медиаторами затрагивают их мета­болизм и функции, равно как и их комплементарные роли в отношении скорости, расстояния и продолжительности действия (Cheung f55] в моди­фикации).

Хотя было показано, что многие клетки содержат широкую сеть актино- и миозиноподобных нитчатых белков, прикрепленных к внутренней поверхности плазматической мембраны и часто к. мембранам секреторных гранул, присутствие характерного для мышцы тропонинового компонента в несокращающихся клетках было установлено не сразу. Недавнее открытие тропониноподобных кальцийсвязывающих белков в клетках многих типов привело к созданию представления об общем кальцийзависимом регулятор­ном (КЗР) белке, или кальмодулине. В общем, кальмодулин, по-видимому, играет роль, аналогичную тропонину С, опосредуя каль­циевые эффекты в несокращающихся тканях. Присутствующий в; этих тканях кальмодулин иногда связан с сетью микронитей, а в других случаях тесно ассоциирован с кальцийрегулируемыми фер­ментами в виде прочно связанной или входящей в их состав субъ­единицы. Помимо того, что он служит внутриклеточным рецепто­ром кальция, кальмодулин влияет на транспорт кальция и; кальциевую регуляцию уровня циклических нуклеотидов и метабо­лизма гликогена, а также регуляцию таких процессов, как секре­ция и клеточная подвижность. Кальмодулин является также дина­мическим компонентом митотического аппарата, где он может регулировать полимеризацию микротрубочек, активность актомиозина и мембранных кальциевых насосов [56а].

Рис. 4—16. Ферменты и клеточные процессы, регулируемые кальмодулином (Cheung в модификации).

После индентификации кальмодулина в качестве термостабиль­ного регуляторного белка нескольких ферментов головного мозга он был выделен из многих тканей, очищен и охарактеризован как рецепторных белок с молекулярной массой 17 000, обладающий высокой специфичностью и сродством связывания Са²⁺. Каждая молекула кальмодулина содержит 4 кальцийсвязывающих участ­ка, насыщение которых приводит к изменению конформации белка, приобретающего преимущественно a-спиральную конфигурацию, придающую кальмодулину способность регулировать зависимые от пего ферментные системы. Белок состоит из 148 аминокислот с высоким содержанием фенилаланина и кислых остатков и обнару­живает значительную гомологию последовательности с тропонином С из скелетной и сердечной мышцы. Присутствие кальмодулиноподобных белков во многих тканях млекопитающих и беспозво­ночных указывает на вероятность опосредования физиологических эффектов кальция такими рецепторными белками, которые в свою очередь регулируют активность отдельных ферментов.

Значение кальмодулина как медиатора кальциевых эффектов впервые было установлено на ткани головного мозга, где выясни­лось, что активация кальцийзависимой фосфодиэстеразы требует присутствия модуляторного белка. К ферментам, активация кото­рых кальцием, как известно, в настоящее время, зависит от кальмодулина, относятся аденилатциклаза и фосфодиэстераза головно­го мозга, Ca/Mg-АТФаза мембраны эритроцитов, фосфорилазкиназа и киназа легкой цепи миозина (рис. 4—16). Как активация фермента модуляторным белком, так и связывание модулятора с ферментом зависят от присутствия кальция. При повышении кон­центрации кальция модуляторный белок связывает его и подвер­гается конформационному изменению, переходя в активное состоя­ние, в котором он и связывается с ферментом, повышая его ката­литическую активность. Не исключено, что при взаимодействии кальмодулина с разными регулируемыми системами степень насы­щения 4 кальцийсвязывающих участков неодинакова; это может помочь объяснить расхождение его биологических эффектов. Роль кальмодулина в фосфорилировании киназы легких цепей миозина может быть связана с регуляцией сокращения гладких мышц (рис. 4—17). Насыщение b-рецепторов адреналином и стимуляция образования цАМФ приводит к активации протеинкиназы и фос­форилированию миозинкиназы, что ослабляет связывание кальмо­дулина. При низком уровне кальмодулина миозинкиназа менее ак­тивна и может преобладать активность фосфатазы, что обусловит сохранение меньшего числа молекул миозина в фосфорилирован­ном состоянии. Вследствие этого не возникает взаимодействия между актином и миозином, и гладкая мышца расслабляется.

Рис. 4—17. Схема механизма регуляции сокращения гладкой мышцы под влиянием кальция и цАМФ. Доступность Са²⁺-кальмодулина определяет баланс между фосфорилированной (неактивной) и дефосфорилированной (потенциально активной) миозинкиназой. Фосфорилированная киназа свя­зывает кальмодулин с более низким сродством, чем нефосфорилированный фермент. В связи с этим при одной и той же концентрации кальмодулина фосфорилированная киназа неактивна, а нефосфорилированная киназа на­ходится в активной форме (Conti, Adelstein [56] в модификации).

Позднее в головном мозге был идентифицирован белок, связы­вающий кальмодулин и ингибирующий фосфодиэстеразу. Этот так называемый модуляторный связывающий белок может представ­лять собой еще один регуляторный фактор в системе гомеостаза кальция либо являться другим кальмодулинрегулируемым фермен­том или, возможно, общей связывающей субъединицей кальмодулинрегулируемых ферментов. Относительно малое количество это­го белка, присутствующего в мозге, указывает на большую вероят­ность его функционирования в качестве фермента или субъеди­ницы.

Взаимодействие между кальцием и циклическими нуклеотидами

Накапливается все больше данных о некоторых реципрокных вза­имодействиях между кальцием и циклическими нуклеотидами, создающих сеть реакций обратной связи, с помощью которых две сигнальные системы регулируют активность друг друга (рис. 4— 18). В3аимоотношения между цАМФ и кальцием подразделяются на два типа в соответствии с их ролью в качестве одно- или двух­управляемых контрольных систем в отдельных тканях-мише­нях (30).

Рис. 4—18. Схематическое изображение взаимодействий между кальцием и циклическими нуклеотидами и основных процессов, регулирующих внут­риклеточный уровень этих медиаторов. Некоторые стимулы (1) увеличива­ют приток кальция (а), а также способствуют высвобождению кальция из внутриклеточных запасов (б). Цитоплазматический свободный кальций свя­зывается с кальмодулином, регулируя большинство известных кальцийзависимых ферментов. Кальций удаляется из цитоплазмы, вытесняясь из клетки (в) или накапливаясь в кальциевых резервуарах (г). Другие сти­мулы (2) активируют аденилатциклазу (д) и увеличивают образование цАМФ. Наряду со скоростью гидролиза фосфодиэстеразой (е), это опреде­ляет внутриклеточный уровень цАМФ. Синтез цГМФ гуанилатциклазой (ж) изменяется под влиянием внутриклеточного уровня кальция; цГМФ также разрушается фосфодиэстеразой (з) обычно быстрее, чем цАМФ. Пре­рывистые линии показывают некоторые из механизмов обратной связи во взаимоотношениях между циклическими нуклеотидами и кальцием, а аген­ты, стимулирующие или ингибирующие поступление кальция и аденилат­циклазу, указаны в верхней части рисунка (Berridge [30] в модификации).

Одноуправляемые системы — это системы, присутствующие в клетках, регулируемых одним стимулом, где функционирует лишь простая регуляция типа «включение—выключение» в зависимости от присутствия или отсутствия стимула. В разных видах клеток в качестве второго медиатора может действовать кальций либо цАМФ и если образуется цАМФ, то он усиливает кальциевый сиг­нал. К тканям, в которых функционируют одноуправляемые кон­трольные системы, относятся нервная ткань, мозговой слой надпо­чечников, передняя доля гипофиза, эндокринная и экзокринная части поджелудочной железы, кора надпочечников, мочевой пузырь, слюнные железы и фоторецепторные органы. Во всех этих тканях клеточная активность регулируется только в одном направ­лении («выключена ®включена»), причем активность прекращает­ся после удаления стимула. В большинстве случаев вторым медиа­тором является, по-видимому, кальций, а цАМФ оказывает косвен­ное или усиливающее действие на кальциевые эффекты. В тканях, контролируемых тропными гормонами гипофиза (т. е. в надпочеч­никах, семенниках, яичниках и щитовидной железе), цАМФ игра­ет более важную роль как второй медиатор, но опять-таки действу­ет в тесной связи с кальцием, что можно наблюдать при регуляции ферментов стероидогенеза и секреции тироксина.

Двухуправляемые контрольные системы функционируют в клетках, регулируемых двумя независимыми стимулами, напри­мер когда один стимул «запускает» клеточную активность, а вто­рой останавливает реакцию, обычно противодействуя первому сти­мулу. В таких тканях, как правило, именно кальций служит пер­вичным сигналом 1-го стимула, а цАМФ опосредует ингибиторный эффект 2-го стимула, модулируя внутриклеточный уровень каль­ция. Таким образом, в отличие от синергизма между цАМФ и каль­цием в одноуправляемых системах, в двухуправляемых эффекты цАМФ и кальция антагонистичны. Примерами тканей, в которых функционирует последняя форма контроля, являются гладкая и сердечная мышцы, меланофоры, тромбоциты, тучные клетки и печень. В каждом из этих типов клеток активация обусловливает­ся повышением уровня кальция, выходящего из внутриклеточных запасов или поступающего извне, а противодействующие стимулы снижают содержание кальция в цитоплазме за счет действия цАМФ. Печень и жировая ткань обладают некоторыми чертами одноуправляемых систем, поскольку цАМФ повышает внутрикле­точный уровень кальция и способствует однонаправленным гликогенолитическим эффектам адреналина и глюкагона. Однако инсу­лин противодействует влиянию этих катаболических гормонов, вероятно, за счет снижающего действия на внутриклеточный уро­вень цАМФ, выступающего в роли основного «второго медиатора» в этой ткани. В более общем случае двухуправляемых систем про­тиводействующие эффекты кальция и цАМФ проявляются весьма отчетливо. Хотя предполагалось, что и цГМФ противодействует эффектам цАМФ, становится все более очевидным, что уровень цГМФ часто регулируется внутриклеточной концентрацией каль­ция и тем самым отражает эффекты кальция, а не является пер­вичным антагонистом цАМФ. Данные о зависимости между акти­вацией рецепторов и последующими изменениями в мобилизации кальция и образовании цАМФ суммированы на рис. 4—19.

содержание   ..  1  2  3  4  5  6   ..