Биохимия (стр. 3 )

ПРОДОЛЖЕНИЕ. ЛЕКЦИЯ № 3.

ДЕЙСТВИЕ МЕДИАТОРОВ СИМПАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ опосредуется через 2 класса рецепторов: L (L1, L2) и В (В1, В2). L1- рецепторы локализуются преимущественно в сердце, L2 – в тромбоцитах преимущественно. Стимуляция L1-рецепторов в желудочках оказывает положительный миотропный эффект, а в ГМК сосудов вызывает сжатие, сокращение. L2-рецепторы соответственно в ГМК вызывают расслабление, а в некоторых артериолах – сжатие. L2-рецепторы вызывают дезагригацию тромбоцитов.

Схема – рисунок. Оба Lрецептора действуют через G-белки (активируют фосфолипазу-С). Инозитол-фосфат под действием липазы распадается на диацилглицерол (активирует протеин-киназу-С) и инозитол-3-фосфат. Ионы кальция начинают выходить в цитоплазму.

Все киназы присоединяют фосфаты! Все!

L2-субъединицы действуют через Gi и её L-цепь. Прямое действие – активируется вход ионов калия внутрь клетки, ионов натрия тоже. В результате возникает деполяризация мембраны и ограничение входа кальция. Кроме этого Li-субъединица действует на фермент аденилат-циклазу и циклический-аденозин-моно-фосфат уменьшается в клетке. Значит протеин-киназа-А тоже будет подавляться и мышцы будут расслабляться.

В-рецепторы работают через один и тот же механизм. В-рецепторы работают через аденилат-циклазу, при этом они её приводят в активированное состояние и концентрация циклического-АМФ В1-рецепторы локализуются преимущественно в сердце, В2-рецепторы в бронхах, лёгких, сосуда – преимуществеено в ГМК. Через В1- осуществляется стимулирующее действие котехол-аминов на сердце. В сосудах В2-рецепторы вызывают релаксацию. Агонистом В1-рецепторов является изопротеренол. Норадреналин преимущественно действует на L-рецепторы, а адреналин действует и на L-, и на В-рецепторы. В1 и В2-рецепторы действуют вместе с G-белками. Схема! Натриевый канал тормозится, а ход кальция и калия внутрь клетки – стимулируются. Антагонисты В-рецепторов – пропранолол и альпренолол.

Эффекты (вышеописанные в этой лекции):

1. Протеин-киназа-А активирует потенциал-зависимые кальциевые каналы, фосфорилируя их L и В-субъединицы. Поступление кальция увеличится.

2. Фосфорилирует тропонин-I (Б, который препятствует взаимодействию актина и миозина в мышечных клетках).

3. Фосфорилирует Фосфоламбам, активируя кальциевую АТФазу, что вызывает расслабление.

4. Связан с влиянием на Фосфотазы (отщепляется фосфат). Фосфатазы, осуществляющие дефосфорилирование белков, усиливают и распад гликогена (выход энергии) – происходит усиление энергетического обмена – гликолизом.

5. Фосфорилирует киназу лёгких цепей миозина ГМК, снижая тем самым её чувствительность к кальмодулину. Таким образом повышение концентрации циклического-АМФ уменьшает сократительную реакцию гладких мышц. В сердце повышение уровня циклического аденозин-моно-фосфата активирует мышечную деятельность (усиливает).

Вещества, повышающие содержание циклического-АМФ в сердце, приводят к стимуляции его физиологической функции и увеличению содержания кальция. В сосудах увеличение уровня циклического-АМФ приводит к их расширению, но этот эффект не коррелирует (не совпадает) с концентрацией кальция.

ц-ГМФ также влияет на кальциевый обмен и также, как и ц-АМФ синтез этого соединения осуществляется под ферментом гуанилат-циклаза (существует в 2х формах – мембраносвязанная и водорастворимая).

Отступление. В 1884 году, из предсердий была выделена группа пептидов – ANF (предсердный-нарий-уретический фактор). Это несколько пептидов, котрые содержат 20, 27 или 36 аминокислотных остатков. ANF необходим для усиления выделения натрия с мочой (усиливается диурез), за счёт торможения активности ренин-ангеотензин-альдестостероновой системы. Действие осуществляется через влияние на гладкую мускулатру сосудов, вызывая их расширение и гипотензию. Эти пептиды есть и в других органах. Выделение пептидов возрастает при растяжении предсердий и при сердечной недостаточности.

Действует через тирозин-киназный рецептор мембраносвязанной гуанилат-циклазы. цГМФ всегда уменьшает уровень свободного кальция, за счёт блокады входа кальция через плазматическую мембрану внутрь клетки; а также за счёт активации кальциевой-АТФазы Эти эффекты связаны со специальной протеин-киназой-G.

Растворимая гуанилат-циклаза – это ГЕМ-содержащий белок, состоит из 2х субъединиц (L = 82 кДальтона, В = 70), соединены дисульфидным мостиком. С-концевые участки и L и В-цепи и мембранной гуанилат-циклазы гомологичны друг другу. Растворимая гуанилат-циклаза активируется нитратами, продуктами перекисного окисления и свободными радикалами. Увеличение уровня ц-ГМФ под действием нитратов вызывает релаксацию сосудов, усиливает агрегацию тромбоцитов, снижает сердечную деятельность. Действие всех нитратов реализуется через NO (окись азота – очень маленькая молекула). В организме NO вырабатывается в эндотелии под действием ЕДRF (фактор релаксации сосудов). В синтезе задействовано соединение – аргенин, в присутствии кислорода и восстановленного НАДРН + Н, и фермента NO-синтетазы (это монооксигеназа, цитрулин – участвует в синтезе мочевины). NO-синтетаза микросомальный фермент, похожий на цитохром Р-450; в её составе обязательно присутствует ФАД, биоктерин, флавопротеин. Белок может индуцироваться (увеличивать количество молекул) под действием различных соединений. NO находится в комплексах либо с металлом (чаще всего ионы железа), либо в комплексе с SН - содержащими соединениями (белки), в виде димера N2О, и в виде свободных радикалов NO и NO2. Выработка NO происходит под действием ацетил-холина, гистамина, серотонина, брадикинина, вазопрессина, тромбина, аденозин-ди-фосфата (АДФ). Все эти соединения действуют через активацию фосфолипазы-С – увеличение концентрации кальция произойдёт. В ответ на это увеличение активируется синтез NO. Далее – активация гуанилат-циклазы – повышается концентрация ц-ГМФ, а значит расслабление. Схема! Тромбин находится в крови и действует только через эндотелиальные клетки. Вазопрессин действует через V1-рецепторы. Из мембраны эндотелиальных клеток появляются метаболиты арахидоновой кислоты. В венах ацетилхолин и тромбин вызывают сокращение. Антогонизм ц-АМФ и ц-ГМФ в отношении ионов кальция наблюдается и в тромбоцитах, что влияет на их агрегацию.

РЕГУЛЯЦИЯ И ПЕРЕДАЧА ДАВЛЕНИЯ В ГМК.

Статическое давление – постоянное, зависит от объёма крови.

Динамическое, пульсовое или артериальное давление вызывает миогенный тонус.

ГМК реагируют на изменение гемодинамических сил опосредованно через эндотелиальные клетки и межклеточное вещество. Для того, чтобы реагировать на эти воздействия на поверхности ГМК есть механо-чувствительные кальциевые каналы. Блокатором таких каналов является гадолиний, а активируются они при мышечном растяжении (в норме). Кальций проходит внутрь клетки (через эти каналы могут проходить ионы натрия), усиливает деполяризацию мембраны – открываются потенциал-зависимые кальциевые каналы, в итоге произойдёт увеличение внутриклеточной концентрации кальция приведёт к сокращению мышцы и сужению сосудов. Кальций активирует также калиевые каналы, калий поступает внутрь клетки, вызывая деполяризацию мембраны и дополнительное сужение сосуда. В этих процессах также участвуют вторичные посредники, показывая что механическая стимуляция активирует фосфолипазу-С, увеличивается концентрация инозитол-3-фосфата (усиливает выделение кальция из ЭПС, приводит к дополнительному сокращению) и глиацил-глицерол. Механическая стимуляция снижает активность аденилат-циклазы. Схема! Кроме растяжения и сокращения под действием механических сил, ГМК меняют свою ориентацию, пролиферацию, секреторную активность. В ответ на постоянное, экстремальное повышение давления развивается утолщение интимы сосудов, что приводит к нарушению трофики через них.

Простагландины.

1. Тромбоксан вызывает сужение сосудов.

2. Простоциклины вызывают расслабление сосудов.

При нарушении сосудистой стенки количество протагландина и простоциклина становится недостаточным для нейтрализации действия тромбоксана. Это приводит к тому, что в этом месте развивается местный спазм сосуда.

ЕДRF (пептид) – фактор релаксации сосудов, содержит окись азота, активируется гуанилатциклаза и увеличивается количество цГМФ.

Эндотелины – синтезируется эпителиальными клетками, являются мощными вазоконстрипторами (сужают сосуды), 21 АК минимальное количество в этом пептиде. Синтезируются они из большого Б предшественника – большого пре - и проэндотелина (90-91 АК), предшественник распадается на Б содержащий38 АК (проэндотелины), и далее 21 АК (это и есть дейтсвующие эндотелины). Предполагают, что эндотелины образуются в результате последовательного протеолиза под действием специального эндотелин-превращающего фермента. При атеросклерозе отмечается повышение содержания эндотелинов, точно также как и увеличение их содержания в крови коррелирует с начальной стадией гипертонической болезни. Действие их реализуется через рецепторы сопряженные с фосфолипазой-С,

Кинины – это группа олигопептидов, расслабляющих сосуды, понижающих АД, увеличивающих проницаемость, участвуют в болевые реакции. Их иногда называют местными гормонами, которые синтезируются из не активных предшественников (кининогены – это Б, входящие в альфа-2 глобулины). Кининоген-альфа-2 для его образования необходимы:

- Калликрейн.

- Плазмин.

- Трипсин. Это активные ферменты.

Эти ферменты в крови присутствуют в неактивной форме, поэтому для их активации необходимы: плазминоген, калликрейн, плазмин и трипсин. Для их активации требуются: фактор Хагемана (протеаза). Если в организм попадается внешний микробный агент – они содержат свои собственные протеазы. Мы рассмотрим стрептокиназа – она может активировать процесс активации ферментов (в свою очередь стрептокиназу активирует урокиназа).

Кининогены содержат три агента:

- Т-кинины

- Метил-лизил-брадикинин содержит 11 АК-ных остатков.

- Лизил-брадикинин содержит 10 АК-ных остатков.

- Брадикинин содержит 9 АК-ных остатков.

Met – Liz – Arg - Pro – Pro – Gly – Phe – Ser – Pro – Phe – Arg – это брадикинин (9 АК остатков).

Превращение кининов друг в друга осуществляет аминопептидаза.

Под действие мкарбоксипептидазы-В отщепляется с С-конца остаток Аргенина, т. е. происходит инактивация. Действуют кенины через бета-1 и бета-2 рецепторы. Бета-2 сопряжены с фосфолипазой-С, в эндотелии сосудов они усиливают образование NO.