Кальций активация из клеток, механизмы

Другой важный механизм сигнализации с помощью ионов кальция-это освобождение их внутриклеточными органеллами (рис. 13-26). Например, в клетках скелетной мускулатуры активация поверхностных рецепторов ацетилхолина вызывает деполяризацию плазматической мембраны, а это каким-то образом приводит к высвобождению Са из саркоплазматического ретикулума и тем самым к запуску сокращения миофибрилл. Аналогичным [c.269]

В интактной перенос Са + через мембрану обеспечивается механизмами, далекими от электронейт-рального обмена кальция на протон или магний, осуществляемого в присутствии A23187. Тем не менее, действие этого антибиотика на клеточные функции во многих случаях оказывается сходным с эффектом активации клетки. Так, А23187 вызывает сокращение изолированных гладких и скелетных мышц, деполяризацию клеточных мембран, изменяет уровень циклических нуклеотидов в клетках. При воздействии ионофора происходят секреция ферментов, запасенных в гранулах макрофагов, агрегация тромбоцитов и нейтрофилов, слияние эритроцитов, изменения их формы и осмотической устойчивости. [c.25]

Ионам Са принадлежит центральная роль в регуляции многих клеточных функций. Изменение концентрации внутриклеточного свободного Са является сигналом для активации или ингибирования ферментов, которые в свою очередь регулируют метаболизм, сократительную и секреторную активность, адгезию и клеточный рост. Источники Са могут быть внутри- и внеклеточными. В норме концентрация Са в цитозоле не превышает 10 М, и основными источниками его являются эндоплазмати-ческий ретикулум и митохондрии. Нейрогормональные сигналы приводят к резкому повышению концентрации Са (до 10 М), поступающего как извне через плазматическую мембрану (точнее, через потенциалзависимые и рецепторзависимые кальциевые каналы), так и из внутриклеточных источников. Одним из важнейших механизмов проведения гормонального сигнала в кальций—мессенджерной системе является запуск клеточных реакций (ответов) путем активирования специфической Са -кальмодулин-зависимой протеинкиназы. Регуляторной субъединицей этого фермента оказался Са -связывающий белок кальмодулин (мол. масса 17000). При повышении концентрации Са в клетке в ответ на поступающие сигналы специфическая протеинкиназа катализирует фосфорилирование множества внутриклеточных ферментов —мишеней, регулируя тем самым их активность. Показано, что в состав киназы фосфорилазы Ь, активируемой ионами Са , как и КО-синтазы, входит кальмодулин в качестве субъединицы. Кальмодулин является частью множества других Са -свя-зывающих белков. При повышении концентрации кальция связывание Са с кальмодулином сопровождается конформационными его изменениями, и в этой Са -связанной форме кальмодулин модулирует активность множества внутриклеточных белков (отсюда его название). [c.296]

Участие ионов кальция в процессах, связанных с механизмами памяти, не офаничивается активацией рецептора глутамата. К числу других реакций относится активация в нервной клетке специфических элементов, осуществляющих фосфорилирование белков — протеинкиназ. Некоторые из протеинкиназ активируются ионами кальция при обязательном участии таких характерных для состава мембран соединений, как фос-фоинозитидь , фосфоинозитолы и диацилглицерол, которые, как известно, образуются при прохождении нервного импульса одновременно с изменением концентрации кальция. Одна из протеинкиназ — протеинкиназа С, чья активность модифицируется ионами кальция и фосфолипидами, фосфорилирует ряд белков, содержащихся в синаптических мембранах, в том числе белок В-50. С фосфорилированием этого белка тесно связан [c.382]

Ряд белков (эффекторов) осуществляет свои функции в результате фосфорилирования цАМФ-зависимыми протеинкиназами. Молекула протеинкиназы состоит из двух субъединиц регуляторной и каталитической. цАМФ связывается с регуляторной субъединицей, после чего происходят отделение каталитической субъединицы и фосфорилирование соответствующего белка. С другой стороны, цАМФ часто используется в клетке для активации другого вторичного мессенджера — ионов Са +. Так, адреналин приводит к повыщению концентрации в клетке миокарда цАМФ, которая открывает кальциевый канал, а вход в миоцит Са-+ усиливает сокращение сердечной мыщцы. Аналогичный механизм обнаружен в ряде мыщечных клеток, в секреторных и нервных клетках. Роль кальция как внутриклеточного регулятора была описана в 1883 г. английским физиологом и медиком С. Рингером. Он обнаружил, что Са + необходим для сокращения мыщечной ткани. В настоящее время Са + признан универсальным вторичным мессенджером, участвующим практически во всех регуляторных процессах — от мышечного сокращения и нервного проведения до передачи митогенного стимула в клетках иммунной системы. Низкая концентрация в клетке Са + поддерживается низкой проницаемостью биомембран для этого иона и постоянной работой Са-АТФаз (см. гл. III. 2.2). Резкое изменение в клетке концентрации Са + происходит за счет специальных кальциевых каналов, которые в ответ на соответствующий стимул (деполяризация, изменение концентрации Са + и т. д., см. гл. III.3), открываются и высвобождают Са + из внеклеточного пространства или из внутриклеточных депо, которыми служат цистерны эндоплазматического ретикулума и иногда мембраны митохондрий. Резко увеличить проницаемость мембран для Са + в ответ на внешний стимул может не только цАМФ (по-видимому, за счет фосфолирирования определенной субъединицы кальциевого канала), но и гидролиз мембранных липидов (рис. 51). [c.147]

Вопрос о том, с помощью каких механизмов осуществляется активация яйцеклетки при ее оплодотворении, в течение многих лет волнует биологов. Наиболее детальная информация о механизме оплодотворения получена в экспериментах на икре морских ежей. Несомненно, что в реализации сигнала от поверхностной мембраны к биосинтетическому аппарату оплодотворенной клетки участвуют ионы кальция, так как при оплодотворении наблюдается значительное увеличение его концентрации в цитоплазме. Через несколько минут концентрация Са + восстанавливается до исходного уровня. При этом наблюдается деполяризация плазмалеммы за счет входящего внутрь клетки Са +. При инъекции внутрь клеток кальциевого комплексона ЭГТА процесс активации тормозится. В то же время активация яйцеклетки наблюдается при внесении в инкубационную среду кальциевых ионофоров А23187 или Х-537А, причем для этого процесса не обязательно присутствие Са + во внеклеточном растворе. [c.102]

А. Зависимость активации от наружного кальция и способность кальциевого ионофора активировать яйца указывают на то, что ключевой стадией в активации яйца является вход Са в клетку. Необходимость совместного действия инозитолфосфатов можно объяснить двумя путями 1) оба инозитолфосфата вместе нужны для стимуляции ключевой стадии в механизме входа Са либо 2) процесс активации включает две стадии, каждая из которых контролируется своим инозитолфосфатом. Поскольку известно, что (2,4,5)1п8Рз способен вызывать мобилизацию запасов Са , следует отдать некоторое предпочтение второму варианту. Более конкретно, на первой стадии [c.466]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология