Системная реабилитология - [193]

Положительный электрический потенциал снаружи мембраны (электрическое поле и разность концентраций ионов Н) формирует электрохимический трансмембранный градиент, благодаря которому ионы Н, Са и Na начинают возвращаться назад через мембрану. Это обратное движение протонов осуществляется через мембранный белок, расположенный на внутренней стороне мембраны, который, активируясь под действием протонного тока, присоединяет к себе и активирует фермент АТФ-синтетазу. Этот фермент катализирует реакцию присоединения к АДФ (аденозиндифосфорной кислоты) фосфорной кислоты. Таким образом, энергия электрического (протонного) потенциала аккумулируется в макроэргических фосфатных связях молекулы АТФ, которые являются крайне нестойкими, и концевые фосфатные группы легко отщепляются от молекулы АТФ, освобождая энергию (7—10ккал\моль). В последующем энергия передается переносом отщепившихся, богатых энергией фосфатных групп на различные субстраты и ферменты, активируя их.

1.2.«Рецептор результата». Внутриклеточные рецепторы в данной подситетеме являются или белки, взаимодействующие с факторами транскрипции. Ффакторы транскрипцииакторы транскрипции — белки, контролирующие процесс синтеза мРНК на матрице ДНК (транскрипцию) путём связывания со специфичными участками ДНК. Большинство внутриклеточных рецепторов могут связываться с начальными, промежуточными или конечными субстратами обмена. В дальнешем эти комплексы переходят в активное состояние, транспортируются вместе с лигандом в ядро клетки, там связываются с ДНК и либо индуцируют, либо подавляют экспрессию некоторого гена или группы генов, которые отвечают за синтез того или иного катоболического фермента клетки.

Особым внутриклеточным рецепторным механизмом, который играет важную роль во внутриклеточном обмене веществ является рецептор оксида азота действия обладает Проникая через мембрану оксид азота (NO) связывается с растворимой (цитозольной) гуанилатциклазой, ферментом который синтезирует вторичный посредник — цГМФ.

1.3. «Обратная афферентация» — внутриклеточные молекулярные сигналы многочисленны, среди них в первую очередь следует назвать собственно регуляторы клеточного цикла: циклины, циклинзависимые протеинкиназы, их активаторы и ингибиторы и т. д. В большинстве случаев передача сигнала внутри клетки представляет собой цепь последовательных биохимических реакций, осуществляемых ферментами, часть из которых активируется вторичными посредниками. Такие процессы обычно являются быстрыми: их продолжительность — порядка миллисекунд в случае ионных каналов и минут — в случае активации протеинкиназ и липид-опосредованных киназ. Однако в некоторых случаях от получения клеткой сигнала до ответа на него могут проходить часы и даже сутки (в случае экспрессии генов). Пути передачи сигнала, или сигнальные пути, часто бывают организованы как сигнальные каскады: количество молекул белков и других веществ, принимающих участие в передаче сигнала, возрастает на каждом последующем этапе по мере удаления от первоначального стимула. Таким образом, даже относительно слабый стимул может вызывать значительный ответ. Это явление называется амплификацией сигнала.

1.4. «Центральная архитектоника» в данной подситетеме являются клеточное ядро. Известно много способов регуляции жизнедеятельности клетки, включая генетическую регуляцию внутриклеточных процессов. Регуляция обменного клеточного цикла регулируются внутриклеточными сигналами под влиянием внутриклеточных регуляторов. Некоторые из таких молекулярных сигналов расцениваются как стимулирующие или блокирующие синтез ферментов обмена. После взаимодействия с соответствующими рецепторами такие сигналы (в значительном числе случаев при помощи связанных с G-белками протеинкиназ) передаются на соответствующие участки генома, активируя транскрипцию контролирующих фазы клеточного цикла генов (например, циклинзависимых протеинкиназ). Поэтому одной из функций ядра явялется регуляция процессов метаболизма, включающий все превращения вещества и энергии, протекающие в клетках. Клетки — программные системы, дающие адаптивные ответы в рамках генетических стереотипов. Функционирование клеток представляет собой реализацию стереотипных программ реагирования, получением полезного приспособительного результата. Весь обмен веществ происходит под контролем генетического аппарата клеток.

1.5.Главным полезным приспособительным результатом клеточной ФС, необходимых для успешного выживания и обеспечивающих адаптивный эффект, является сохранение адекватности и нормальной взаимообусловленности во времени и пространстве при любых внешних условиях четырех обменных процессов: энергетического, углеводного, липидного и белкового обмена веществ.

2. Системные компенсаторно-приспособительные реакции.

Возникновение КПР в системе эндогенного питания связано с увеличением или уменьшением, а также изменением структуры переработки (утилизации) в клетку питательных веществ. Прежде всего, это относится к липидному и углеводному компоненту питания.

Скорость и объем утилизации липидов и углеводов регулируется внеклеточными и внутриклеточными механизмами. Основными стимулами увеличения или уменьшения утилизации энергетических субстратов (глюкоза и жирные кислоты) в клетке является изменение их концентрации в цитозоле (все окислительные каскадные реакции являются равновесными с отрицательной обратной связью), а также изменение концентрации макроэргов (АТФ) в клетке. Это, прежде всего, может быть следствием повышенного их использования (активизация внутриклеточных процессов) вследсвие повышения функциональной активности перерабатывающих ферментных каскадов клетки.