Циклические нуклеотиды
Циклические нуклеотиды занимают центральное положение в регуляции процессов метаболизма мышечного волокна.
Являясь производными адениловой и гуаниловой кислот, эти соединения имеют рациональные химические названия — циклический 3,5-аденозинмонофосфат (цАМФ) и циклический 3,5-гуанозинмонофосфат (цГМФ); в медицинской литературе их часто обозначают, исходя из их физиологической роли, клеточными медиаторами.
Строение циклических нуклеотидоа
Строение циклических нуклеотидоа: а — цАМФ; б — цГМФ.
Наиболее изучен обмен цАМФ. Содержание этого соединения в клетке зависит от активности двух ферментов — аденилатциклазы (АЦ) и фосфодиэстеразы (ФДЭ). Встроенная в мембрану АЦ катализирует синтез цАМФ из АТФ; ФДЭ осуществляет гидролиз соединения до неактивной формы [Sutherland W. et al., 1968]. В свою очередь влияние нуклеотида на обменные процессы опосредовано через систему протеинкиназ (ПК) и изменения уровня кальция [Cheung W., 1972].
ПК имеет сложное строение и состоит из 2 субъединиц — регуляторной и каталитической. Присоединение цАМФ к регуляторной субъединице приводит к освобождению каталитической, которая путем фосфорилирования ряда ферментов и структурных белков контролирует течение различных физиологических процессов; метаболизм гликогена, жирных кислот, мембранные процессы, связанные с обменом электролитов и прежде всего кальция, работу генетического аппарата клетки и др. [Буларгина Т. В. и др., 1980; Северин Е. С. и др., 1980].
Увеличение концентрации цАМФ при стимуляции симпатической нервной системы ведет к возрастанию активности ПК и запуску каскада биохимических реакций. Соматический отдел нервной системы, по-видимому, оказывает противоположное воздействие на циклазную систему, изменяя сродство ПК и цАМФ.
Согласно данным V. Novak и соавт. (1972), чувствительность ПК к цАМФ из эмбриональных мышц (лишенных соматической иннервации) в 4 — 6 раз выше, чем в зрелых. Одновременно система цАМФ путем фосфорилирования специфических белков сарколеммы обеспечивает активное состояние пассивных ионных каналов [Spereakis N., Sheider К., 1976] и подавляет работу натриевого и кальциевого насосов, т. е. участвует в формировании потенциала действия.
Участие цАМФ в регуляции уровня кальция имеет важное биологическое значение. Кальций служит связывающим звеном между нервным сигналом, инициацией мышечного сокращения и усилением реакций, поставляющих энергию для этого процесса [Fisher Е., 1977]. Регуляцию процессов метаболизма кальций осуществляет изменением активности отдельных ферментов, но главным образом системы цАМФ. Таким образом, эффекты кальция и цАМФ взаимосвязаны.
Система цАМФ ткани мышц
Деполяризация плазмолеммы сопутствует увеличению тока кальция через систему медленных ионных каналов и освобождению иона из участков мышечных мембран. Процесс находится под контролем цАМФ-зависимой ПК. Увеличение количества ионов (в 1,5 — 2 раза) стимулирует активность АЦ, соответственно увеличивает скорость тока и ингибирует работу кальциевого насоса.
Увеличение содержания кальция служит одним из факторов инициации массированного перехода иона в саркоплазму из цистерн саркоплазматического ретикулума, что, однако, ограничивает дальнейшее возрастание уровня цАМФ из-за активации ФД и торможения активности АЦ. Ионы кальция после достижения определенной концентрации устремляются в миофиламенты, где захватываются тропонином [Mayer F. et al., 1970].
Удаление иона кальция из саркоплазмы в цистерны саркоплазматического ретикулума после акта сокращения также зависит от состояния циклазной системы [Fisher Е. et al., 1976]. Выяснено, что саркоплазматический ретикулум обладает АЦ- и ПК-ной активностью и максимум интенсивности фосфорилирования специфических его белков совпадает с пиком поглощения иона кальция.
«Нервно-мышечные болезни»,
Б.М.Гехт, Н.А.Ильина
Читайте далее:
