Системная реабилитология - [42]

Центральной частью аденилатциклазной системы является фермент аденилатциклаза, который катализирует превращение АТФ в цАМФ. Этот фермент может либо стимулироваться G_s-белком (от английского stimulating), либо подавляться G_i-белком (от английского inhibiting); цАМФ после этого связывается с цАМФ-зависимой протеинкиназой, называемой также протеинкиназа А, PKA. Это приводит к ее активации и последующему фосфорилированию белков-эффекторов, выполняющих какую-либо физиологическую роль в клетке.

Фосфолипазно-кальциевая система. G_q-белки активируют фермент фосфолипазу С, которая расщепляет PIP2 (мембранный фосфоинозитол) на две молекулы: инозитол-3-фосфат (IP3) и диацилглицерид. Каждая из этих молекул является вторичным посредником. IP3 далее связывается со своими рецепторами на мембране эндоплазматического ретикулума, что приводит к освобождению кальция в цитоплазму и запуску многих клеточных реакций.

Гуанилатциклазная система. Центральной молекулой данной системы является гуанилатциклаза, которая катализирует превращение ГТФ в цГМФ. цГМФ модулирует активность ряда ферментов и ионных каналов. Существует несколько изоформ гуанилатциклазы. Одна из них активируется оксидом азота NO, другая непосредственно связана с рецептором предсердного нат-риуретического фактора; цГМФ контролирует обмен воды и ионный транспорт в почках и кишечнике, а в сердечной мышце служит сигналом релаксации.

«Центральная архитектоника».

Клеточное ядро, самый крупный органоид клетки, заключенный в оболочку из двух мемб-ран, насквозь пронизанных многочисленными порами. Через них осуществляется активный обмен веществами между ядром и цитоплазмой. В ядре находятся ядрышко (одно или несколько), хромосомы, ДНК, РНК, белки, углеводы, липиды. Ядрышко формируется определенными участками хромосом; в нем образуются рибосомы. Хромосомы видны только в делящихся клетках. В интерфазном (неделящемся) ядре они присутствуют в виде тонких длинных нитей хроматина (соединения ДНК с белком). Ядро содержит 23 пары хромосом (диплоидный набор: 22 x2 + XY у мужчин и 22 x 2 +2X у женщин). Ядра соматической клетки содержат ядерный геном. Реализация генетической информации (транскрипция и процессинг) и другие функции ядра происходят при участии ДНК и разных видов РНК.

Хроматин — комплекс ядерной ДНК с белками (гистоны, негистоновые белки). Полость ядра заполнена ядерным соком. Ядро, благодаря наличию в нем хромосом, содержащих наследственную информацию, выполняет функции центра, управляющего всей жизнедеятельностью и развитием клетки.

Известно много способов регуляции жизнедеятельности клетки, включая генетическую регуляцию внутриклеточных процессов. Регуляция клеточного цикла и пролиферация (или блок пролиферации) клеток регулируются внутриклеточными сигналами под влиянием внеклеточных гормонов (например, гормон роста, эстрогены, ФСГ), цитокинов (например, ИЛ и интерфероны), факторов роста (например, фактор роста эпидермиса). Некоторые из таких молекулярных сигналов расцениваются как стимулирующие митогенную активность факторы. Существенное влияние на пролиферативную активность клеток оказывают и контакты с элементами межклеточного матрикса (например, с ламинином и фибронектином). После взаимодействия с соответствующими рецепторами такие митогенные 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).

Функции ядра клетки: а) регуляция процессов обмена веществ в клетке; б) хранение нас-ледственной информации и ее воспроизводство; в) синтез РНК; г) сборка рибосом. Но все-таки главная функция ядра — хранение и передача наследственной информации.

Клетки — программные системы, дающие адаптивные ответы в рамках генетических стереотипов. Функционирование клеток представляет собой реализацию стереотипных программ реагирования получением полезного приспособительного результата. Живые клетки дифференцированных организмов отличаются по форме и нередко по своим функциям. Последние можно разбить на четыре категории: подвижность, раздражимость, метаболизм и размножение.

Подвижность проявляется в различных формах: 1) внутриклеточная циркуляция содержимого клетки; 2) перетекание, обеспечивающее перемещение клеток (например, клеток крови); 3) биение крошечных протоплазматических выростов — ресничек и жгутиков; 4) сократимость, наиболее развитая у мышечных клеток.

Раздражимостьвыражается в способности клеток воспринимать стимул и реагировать на него импульсом или волной возбуждения. Эта активность выражена в наивысшей степени у нервных клеток. Клетки также способны не только изменять свой энергетический обмен, обмен веществ, строение в ответ на внешние раздражения, но и самоизлечиваться от повреждения их генетического аппарата и даже от повреждений внутриклеточных органелл. Открыты специальные репарирующие (восстанавливающие; ферменты клеток, которые синтезируются под контролем специальных генов.

Метаболизм включает все превращения вещества и энергии, протекающие в клетках.