Механизмы действия нейропептидов

Синтез регуляторных пептидов

Характерной особенностью синтеза пептидов является их образование путем фрагментации крупной молекулы предшественника, т.е. в результате так называемого посттрансляционного протеолитического расщепления – процессинга. Синтез предшественника происходит в рибосомах, что подтверждается наличием матричной РНК, кодирующей пептид, а посттрансляционные энзимные модификации с выделением активных пептидов – в аппарате Гольджи. Эти пептиды достигают нервных окончаний в результате аксонального транспорта.

Активные пептиды, происходящие из одного предшественника, образуют его семейство. Описаны следующие семейства пептидов.

1. Семейство проопиомеланокортина (ПОМК). Тела нейронов, в которых присутствует этот крупный белок (286 аминокислотных остатков), локализуется в аркуатном ядре гипоталамуса. В зависимости от набора ферментов из ПОМК образуются: в передней доле гипофиза – преимушественно АКТГ, b-липотропин, b-эндорфин, в промежуточной a- меланостимулирующий гормон и b-эндорфин. Таким образом, набор ферментов определяет специализацию клеток на продукции строго определенных пептидов. Эти ферменты: катепсин В, трипсин, карбоксипептидаза, аминопептидаза, места их атаки - парные остатки аминокислот.

2. Семейство церулеина: гастрин, холецистокинин.

3. Семейство ВИП: секретин, глюкагон.

4. Семейство аргинин-вазопрессина: вазопрессин, окситоцин.

Кроме того, установлено, что мет-энкефалин и лей-энкефалин имеют предшественников в виде препроэнкефалина А и препроэнкефалина В соответственно.

Протеолиз в данном случае – не инактивация, а трансформация активности.

Характерной особенностью регуляторных пептидов является полифункциональность (по механизму и характеру эффектов) и образование регуляторных цепей (каскадов). В целом, механизмы действия пептидов можно разделить на две группы: синаптические и внесинаптические.

А. Синаптические механизмы действия пептидов могут выражаться в нейромедиаторной или нейромодуляторной функции.

Нейромедиатор (нейротрансмиттер) – вещество, которое освобождается из пресинаптической терминали и действует на следующую – постсинаптическую мембрану, т.е. выполняет передаточную функцию. Установлено, что некоторые пептиды выполняют эту функцию через пептидэргические рецепторы, имеющиеся на нейронах (их телах или терминалях). Так, гипоталамический рилизинг-гормон лютеинизирующего гормона (люлиберин) в симпатических ганглиях лягушки выделяется при стимуляции нерва посредством кальций-зависимого процесса и вызывает поздний медленный возбуждающий постсинаптический потенциал.

В отличие от "классических" нейротрансмиттеров (норадреналина, допамина, серотонина, ацетилхолина) пептиды, выполняющие передаточную функцию, характеризуются высокой аффинностью рецепторов (что может обеспечить более дистантное действие) и продолжительным (десятки секунд) действием в связи с отсутствием ферментных систем инактивации и обратного депонирования.

Нейромодулятор в отличие от нейротрансмиттера не вызывает самостоятельного физиологического эффекта в постсинаптической мембране, но модифицирует реакцию клетки на нейромедиатор. Таким образом, нейромодуляция – не передаточная, а регуляторная функция, которая может осуществлятся как на пост-, так и на пресинаптическом уровнях. Виды нейромодуляции:

1) контроль выделения нейротрансмиттера из терминалей;

2) регуляция кругооборота нейротрансмиттера;

3) модификация эффекта классического нейротрансмиттера.

Б. Внесинаптическое действие пептидов имеет следующие механизмы.

1. Паракринное действие (паракриния) осуществляется в зонах межклеточного контакта. Например, соматостатин выделяемый дельта-клетками островковой ткани поджелудочной железы, выполняет паракринную роль в контроле секреции инсулина и глюкагона бета- и альфа-клетками соответственно, а кальцитонин – в контроле секреции йодсодержащих гормонов щитовидной железой.

2. Нейроэндокринное действие осуществляется через выделение пептида в ток крови и его влияния на клетку-эффектор. Примером могут служить соматостатин и другие гипоталамические факторы, выделяемые в медиальной эминенции из некоторых терминалей в портальный кровоток и контролирующие секрецию гипофизарных гормонов.

3. Эндокринное действие. В этом случае пептиды выделяются в общий кровоток и действуют как дистантные регуляторы. Этот механизм включает компоненты, обязательные для "классических" эндокринных функций – транспортные белки и рецепторы клеток-мишеней. Так, установлено, что в качестве переносчиков-стабилизаторов используются нейрофизины для вазопрессина и окситоцина, некоторые альбумины и глобулины плазмы – для холецистокинина и гастрина. Что касается рецепции, то существование обособленных рецепторов установлено для опиоидных пептидов, вазопрессина, ВИП. В качестве вторичных мессенджеров могут использоваться циклические нуклеотиды, продукты гидролиза фосфоинозитидов, кальций и кальмодулин с последующей активацией протеинкиназы и контролем фосфорилирования белков-регуляторов трансляции и транскрипции. Кроме того, описан механизм интернализации, когда регуляторный пептид вместе с рецептором проникают в клетку посредством механизма, близкого к пиноцитозу, и происходит передача сигнала в геном нейрона.

Для регуляторных пептидов характерно образование сложных цепей или каскадов в результате того, что образующиеся из основного пептида метаболиты тоже функционально активны. Этим объясняют длительность эффектов короткоживущих пептидов.

Дата добавления: 2015-05-09