Механизм действия гормонов посредством ионов Са2 +. Ионизированный кальций является важным регулятором различных процессов, таких как мышечное сокращение, секреция гормонов, нейромедиаторов и ферментов пищеварения, процесс свертывания крови, возбуждение клеточных мембран. Он служит универсальным посредником, который передает внутриклеточным механизмам сигналы, поступившие в клетку извне.

 

Клетки очень чувствительны даже к небольшим изменениям концентрации ионов Са2 +. Это обусловлено тем, что их внутриклеточная концентрация очень низкая (10-7 моль / л) по сравнению с внеклеточной (10-3 моль / л). Поддержка такой разности концентраций возможна благодаря двум свойствам плазматической мембраны: низкой проницаемости для кальция и наличия специальных переносчиков - ионных насосов, которые выкачивают Са2 + из клетки против концентрационного градиента. В состоянии покоя пассивный поток кальция через плазматическую мембрану извне в цитозоль уравновешивается его активным транспортом в обратном направлении под действием Са2 +-АТФаз или Са2 +-насосов, за счет энергии АТФ откачивают Са2 + в обмен на Na + или H + из цитоплазмы во внеклеточную среду. Стимуляция клетки гормоном или нейромедиатором приводит к тому, что в плазматической мембране открываются кальциевые каналы, а также Са2 + высвобождается из Мито-хондры и эндоплазматического ретикулума, вследствие чего концентрация Са2 + в цитоплазме повышается. Считают, что быстрые эффекты кальция связаны с его мобилизацией из органелл клетки, а поздние - с поступлением его извне или с уменьшением выхода кальция из клетки. Ионы кальция взаимодействуют с кальций-связывающим белком цитоплазмы кальмодули-ном. Кальмодулин содержит четыре участка связывания Са2 +, и присоединение Са2 + ко всем четырем участков приводит к значительным изменениям конформации белка, особенно, к увеличению степени спирализации и образования компактной структуры. В результате этих конформационных переходов кальмодулин в комплексе с Са2 + приобретает способность регулировать активность определенных ферментов, что приводит к изменению метаболических процессов в клетке. Так, комплекс кальций-кальмодулин активирует цАМФ-зависимую фосфодиэстеразу, Са2 + - кальмодулинзалежни протеинкиназы, Са2 +-АТФазу плазматических мембран кардиомиоцитов и эритроцитов, киназу фосфорилазы мышц и другие ферменты. При повышении внутриклеточной концентрации Са2 + повышается активность гуанилатциклазы и синтез цГМФ.

 

Таким образом, влияние гормонов и медиаторов, которые увеличивают поток Са2 + внутрь клеток, должен был бы вызвать стойкое повышение его концентрации в цитоплазме. Однако в действительности этого не происходит, поскольку комплекс Са2 +-кальмодулин активирует Са2 +-насосы, вследствие чего скачивания кальция из клетки уравновешивает увеличения его потока внутрь клетки. Такая циркуляция Са2 + играет роль посредника при длительных клеточных реакций, поскольку она приводит к изменению концентрации Са2 + в «примембранний» зоне.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+