Кальция ионы как вторичный мессенджер

Ионы кальция представляют собой единственный универсальный вторичный мессенджер животных и растительных клеток. Различают три состояния кальция в клетке [c.75]

В ходе эволюции кальций стал ключевым и универсальным вторичным мессенджером. Это произошло потому, что лишь тот компонент морской воды мог стать ионом-регулятором для одноклеточных организмов, возникших в первичном океане, который существует там в достаточно высокой концентрации. Действительно, только в этом случае может быть обеспечен его высокий градиент по обе стороны клеточной мембраны. Внеклеточная жидкость и плазма крови некоторых организмов, например лягушки (А. А. Болдырев, 1986), по составу весьма близки морской воде. Поэтому возможно предположить, что основные принципы ионной регуляции у первых одноклеточных были без изменений реализованы и в многоклеточных организмах. [c.15]

Вероятно, в силу всех изложенных причин живые системы избрали ион кальция на роль вторичного мессенджера в регуляции метаболизма. Естественно, что изложенные выше соображения относительна выбора иона — вторичного посредника, основаны на том допущении, что исследователь, опираясь на нынешний уровень познания, способен решить одну из многочисленных загадок Природы. В истории, однако, было слишком много случаев, когда внешне привлекательные концепции оказывались несостоятельными. Вполне возможно, например, что выбор вторичного мессенджера был сделан совершенно случайным образом. [c.16]

Наиболее полно охарактеризованы два основных пути передачи информации в клетке, которые различаются природой и свойствами вторичных мессенджеров. В аденилатциклазном пути в качестве внутриклеточного посредника выступает циклический аденозинмонофосфат. В фосфоинозитидном пути действует группа мессенджеров ионы кальция и образующиеся из мембранных фосфолипидов инозитолтрифосфат и диацилглицерол. [c.71]

Стимуляция клетки путем воздействия гормонов на специфические рецепторы плазматической мембраны и активация вторичных мессенджеров приводит к резкому кратковременному увеличению концентрации Са " в клетке до 10" моль/л. Ионы кальция взаимодействуют с особыми кальцийсвязывающими белками и тем самым влияют на разнообразные метаболические процессы. К таким белкам относят кальмодулин, тропонин С сердечных и скелетных мышц, кальбиндин кишечника, кальрети-нин нейронов, онкомодулин плаценты и опухолей и др. [c.76]

Э.Хокин (1953) впервые связали холинергическую стимуляцию с усилением обмена фосфатидилинозита и фосфатидной кислоты. Явление получило название фосфолипидного эффекта этот термин сейчас заменен на термин фосфоинозитид-ный эффект , поскольку появилось большое число работ, показывающих именно их регуляторную роль в транспорте вторичного мессенджера — ионов кальция — через мембраны. [c.111]

Все адренергические рецепторы являются типичными метаботропными рецепторами, структура и функции которых описаны выше в общем разделе. В случае арадренорецептора ферментный белок-эффектор расщепляет один из фосфолипидов внешней мембраны — сфоинозитид. При этом образуются диацилглицерол и трифосфоинозитол. Это и есть вторичные мессенджеры, запускающие далее процессы мобилизации ионов кальция и активирующие определенные протеинкиназы. Детально эти процессы и их следствия для метаболизма клетки и состояния ее мембран рассматриваются в гл. 10. [c.288]

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]

Несмотря на то, что механизм передачи сигнала от фоторецепторного диска к плазматической мембране изучен достаточно-подробно, ряд вопросов остается не выясненным. Во-первых, не понятна роль другого вторичного мессенджера — ионов кальция. В описанных выше экспериментах по пэтч-клямпу Са +, в отличие от цГМФ, не влиял на работу натриевых каналов. Однако в некоторых работах было показано, что светозависимое увеличение концентрации внутриклеточного кальция приводит к гиперполяризации мембраны, которая исчезает после удаления ионов Са +. При этом введение в палочку хелатирующих Са + агентов снижает чувствительность фоторецепторной клетки к свету. [c.161]

Однако основную функцию вторичного мессенджера ион кальция выполняет, взаимодействуя не с липидным б1гслоем мембран, а с белками, в том числе мембранными. Список Са-связывающих белков растет с каждым годом. Анализ аминокислотной последовательности нескольких Са-связывающих белков (тропонина С, кальмодулина, киназы легких цепей миозина, парвальбумина и витамин D-зависимого кальцийсвязыва-ющего белка) выявил высокую степень гомологии их первичной структуры. [c.19]

Последние достижения биохимии, молекулярной и клеточной биологии, электрофизиологии, использование современных физико-химических методов позволили преодолеть фрагментарность в описании структуры и функции клеток. К настоящему времени клетка представляется уже не статической структурной единицей, включающей многочисленные строго специализированные органеллы, не сосудом , в котором протекают независимые друг от друга ферментативные реакции, но относительно автономным образованием, отделенным от внешней среды плазматической мембраной и способным эффективно координировать свои функции посредством набора вторичных мессенджеров. Вторичные мессенджеры можно разделить на две группы образующиеся в ходе ферментативных реакций (циклические нуклеотиды, диацилглицерин, инозиттрисфосфат) и проявляющие свое действие благодаря существованию собственного трансмембранного градиента (ионы кальция). [c.112]

Если обозначить ключевые слова , характеризующие необходимые компоненты процессов внутриклеточной регуляции, то в универсальный список попадут Са +, Са-каналы, G-белки, цАМФ-зависимая протеинкиназа, протеинкиназа С, Са-АТФазы, эндоплазматический ретикулум, инозиттрисфосфат, диацилглицерин, кальмодулин. Из этого перечня следует, что механизмы, обеспечивающие проявление метаболической и функциональной активности любой клетки, как бы подстроены под ионы кальция. Более того, создается впечатление, что Са + как универсальный вторичный мессенджер действует практически на все ключевые процессы клетки. [c.115]

Рецепторы-ионные каналы. Наиболее часто эти рецепторы представляют собой несколько глобул интегральных белков, которые образуют ионный канал (рис. 3.16). В неактивом состоянии рецептора эти глобулы расположены так, что ионный канал закрыт. Связывание одной или нескольких глобул с лигандом приводит к открытию канала и прохождению ионов в клетку или выход из клетки. В этом случае ионы могут выступать в качестве вторичного мессенджера. Наиболее распространенным внутриклеточным ионным мессенджером ионного типа является кальций. К рецепторам-ионным каналам относятся, например, Н-холинорецепторы. [c.357]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология