Внутриклеточные сигнальные пути: исключительная роль системы для организма

На сегодняшний день все еще изучаются невероятные возможности клеток, среди которых система внутриклеточной сигнализации занимает важное место.

Ответ клетки на внутренние или внешние раздражители довольно сложный. Он представляет собой так званый внутриклеточный каскад сигнальных молекул, состоящий из множества биохимических превращений. Некоторые фрагменты этой системы поддерживают выживаемость клеток, другие участвуют в апоптозе.

Понимание особенностей и механизмов функционирования сигнальных путей важно для врачей всех специальностей, в особенности для эндокринологов, иммунологов и дерматологов.

Читайте на estet-portal.com о механизмах внутриклеточной передачи, основных видах сигнальных молекул и путей, передающих информацию между клетками организма.

Разновидности молекул, принимающих участие в реализации сигнальных путей

Для того чтобы понимать механизмы формирования внутриклеточных путей передачи информации, необходимо разобраться, какими же бывают посредники – сигнальные молекулы.

Сигнальные молекулы – это различные химические вещества и их соединения, которые способны передавать внутри клетки сигналы из внешней и внутренней среды организма.

В настоящее время выделяют два вида сигнальных молекул: первичные и вторичные посредники.

Первичные мессенджеры, как правило, являются экстраклеточными сигналами. К ним относятся:

•    гормоны;

•    цитокины;

•    нейротрансмиттеры;

•    факторы роста

Вторичные мессенджеры характеризуются низкой молекулярной массой и высокой скоростью расщепления. К ним относятся:

•    ионы кальция;

•    цАМФ и цГМФ;

•    инозитолтрифосфат;

•    липофильные молекулы;

•    оксид азота.

Сигнальные молекулы по физико-химическим свойствам также делят на липофильные и липофобные.

Роль цитокинов в лечении незаживающих ран

Механизм внутриклеточной передачи сигнала: классические сигнальные пути

Существует несколько классических способов передачи сигнала между клетками, среди которых наиболее изученным является путь MAPK (mitogen activated protein kinase).

My default image

Механизм пути МАРК реализуется следующим образом: сначала происходит трансмембранная активация рецепторов клетки с помощью цитоплазматических и ядерных протеинов, что в дальнейшем воздействует на транскрипцию генов, метаболизм, пролиферацию клеток, апоптоз и другие процессы.

Сигналы от первичных мессенджеров распознаются благодаря тирозиназным рецепторам или рецепторам, связанными с G-белками, которые активируют ГТФазы семейства Ras и Rho. Протеинкиназы фосфорилируют белки-мишени и факторы транскрипции, которые определяют конкретные реакции клеток.

Повреждающие воздействия, такие как окислительный стресс, помимо разрушения компонентов клеток, усиливают экспрессию ряда сигнальных и защитных белков.

Читайте нас также в Instagram

Основные виды гуморальных регуляторных эффектов сигнальных молекул

Передача сигналов между молекулами имеет несколько вариантов путей:
опосредствованный путь передачи сигнала (мембранные рецепторы) и прямой путь рецепции (внутриклеточные рецепторы).

Клетки-мишени – это клетки, имеющие специализированные рецепторы на своей поверхности для определенного вида сигнальных молекул.

Регуляцию сигнальных молекул выполняют такие системы, как эндокринная, паракринная и аутокринная.

1.    Эндокринная регуляция заключается в том, что посредники поступают к клеткам-мишеням из желудочно-воротной системы с током крови. Такой механизм характерный для большинства гормонов;

2.    Паракринная регуляция осуществляется с помощью сигнальных молекул, которые вырабатываются в пределах одного органа;

3.    Аутокринная регуляция характеризуется тем, что вещество оказывает влияние на ту же клетку, в которой оно образуется, тем самым изменяя ее функциональную активность.

Координацию нервной и гуморальной регуляции осуществляет гипоталамо-гипофизарная система.

Действие гормонов: все предопределено!

Последствия гиперактивности некоторых сигнальных путей для организма

На примере постоянной активации сигнального каскада рецептора эпидермального фактора роста (EGFR) можно рассмотреть последствия данного процесса для клеток организма.

Семейство генов RAS имеют огромное значение для сигнального RAS-пути. Нормальный RAS находится преимущественно в неактивной, GDP-связанной форме. Активация RAS регулируется рецепторной тирозинкиназой EGFR.

My default image

После связывания рецепторной внеклеточной части тирозинкиназы с фактором роста происходит взаимное фосфорилирование ее внутриклеточных доменов. Образование активного комплекса RAS-GTP происходит в присутствии активирующего GTP-азу белка GAP, в сотни раз ускоряющего гидролиз. После гидролитического превращения GTP в GDP RAS снова инактивируется. Сигнал прерывается. Чтобы воспринять новый сигнал, если он еще существует вне клетки, цикл реактивации должен быть повторен.

Таким образом, каскадная последовательность реакций сигнального пути RAS действует как включатель, определяющий регуляцию генной экспрессии, требующуюся для реализации деления или дифференцировки клетки. Постоянная активация RAS-системы ведет к генным мутациям и злокачественному перерождению клеток.

Спасибо, что Вы остаетесь в estet-portal.com. Вам также может быть интересно: Что мы знаем про иммуноонкологию и ее роль в лечении меланом

Добавить комментарий

ОбновитьОбновить