Кальций как вторичный посредник

Действие Са как второго посредника связано с повышением концентрации Са²⁺ цитоплазме. Концентрация Са может увеличиваться двумя способами:

1. из внутриклеточных депо, например, саркоплазматический ретикулум

2. поступление Са внутрь через управляемые мембранные каналы.

Из внутриклеточных депо Са может высвобождаться под действием инозитол-3-фосфата и в ответ на деполяризацию мембраны, т.е. электрическим стимулом кратковременно открываются кальциевые потенциалзависимые каналы. В некоторых тканях, например, в сердечной мышце число каналов изменяется в результате фосфорилирования белков мембранных каналов цАМФ - зависимой протеинкиназой. Кальциевые каналы активируются химическим способом. Пример, в печени и в слюнных железах приток Са наблюдается при активации а-адренергических рецепторов адреналина. Большая часть Са связывается с белками, небольшая часть находится в ионизированной форме. В клетке существуют специфические белки, такие как кальмодулин или гуанилатциклаза. Они обладают особенностями:

1. у них есть специфические участки связывания с ионами Са, обладающие высоким сродством к Са (даже при низких концентрациях Са)

2. при взаимодействии с Са²⁺ они меняют свою конформацию, могут активироваться и вызывать различные аллостерические эффекты.

Каскад - это цепь биохимических реакций, приводящих к усилению первоначального сигнала.

Специфические кальциевые каналы плазматической мембраны или ЭПР активируются различными стимулами. В результате ионы Са¹⁺—> внутрь по градиенту —> [Са] увеличивается до 10- 10 моль. Повышение Са активирует несколько путей внутриклеточной регуляции:

1. Са взаимодействует с кальмодулином, затем происходит активация Са - кальмодулинзависимой протеинкиназы. Она переводит белки из неактивного в активное состояние, что приводит к различным клеточным ответам. Пример: в гладких мышечных волокнах может фосфорилировать легкие цепи головки миозина, в результате чего она присоединяется к актину, возникает сокращение.

2. Са может активировать мембранную гуанилатциклазу и способствовать выработке второго посредника цГМФ

3. ионы Са могут активировать С-киназу, тропонин С в поперечно-полосатых мышцах и другие Са-зависимые белки (глицерол - 3 - фосфатДГ)(гликолиз), пируваткиназа (гликолиз); пируваткарбоксилаза (глюконеогенез)

Мембранные липиды в роли вторичных посредников. Общие черты с предыдущими:

1. присутствует G-белок;

2. присутствует фермент, усиливающий сигнал.

Особенность: фосфолипидный компонент мембраны сам служит фосфорилированным предшественником для образования молекул-посредников. Этот предшественник находится в основном на внутренней половине билипидного слоя и называется фосфатидилинозитол-4,5-бифосфат.

Гормон взаимодействует с рецептором, образовавшийся ГР-комплекс, влияет на G-белок, способствуя его связыванию с ГТФ. G-белок активируется и может активировать фосфолипазу, катализирующую гидролиз фосфатидилинозитол-4,5-бифосфат на вторых посредника: диацилглицерол (ДАТ) и инозитол-3-фосфат.

Диацилглицерол-гидрофобный, может перемещаться путем латеральной диффузии и активировать мембранносвязанную С-киназу, для этого рядом должен находиться фосфатидилсерин. С-киназа способна фосфорилировать белки, переводя их из неактивного в активное состояние. ИФЗ растворим в воде —> цитоплазма, здесь он стимулирует высвобождение Са из внутриклеточных депо, т. е. ИФЗ высвобождает третьего посредника ионов Са.

См. Са - как второй посредник. Ионы Са активируют С-киназу, способствуя ее связыванию с мембраной.

Вне связывания с мембраной она неактивна.

Эффекты действия:

- АКТГ в коре надпочечников через ИФЗ,

- ангиотензин II

- ЛГ в яичниках и клетках Лейдига.