Передача інформації клітині

Про транспорт речовин в клітину ми говорили в главі 1.4, розглядаючи біофізичні процеси в клітці. Зараз зупинимося на деяких найбільш важливих аспектах і проілюструємо це на прикладах з фармакології.

Біологічними субстратами – “точками прикладання сили” – для ліків можуть служити іонні канали клітини. Іонні канали, як відомо, – це пори в клітинній мембрані, які забезпечують виборчий перенесення іонів в клітину і з клітини. Іони виконують важливу роботу, змінюючи електричний потенціал клітини, беручи участь в процесах обміну речовин і енергії.
Особливу роль для життєдіяльності клітини відіграють іони натрію, калію, кальцію, хлору, водню.

Одні лікарські засоби здатні безпосередньо впливати на іонні канали, інші – опосередковано, через кілька послідовно протікають етапів. Взаємодіючи з клітинними рецепторами, такі ліки активують або пригнічують (блокують, пригнічують) роботу механізмів, які керують роботою іонних каналів, і змінюють їх функціонування. Блокаторами іонних каналів є, наприклад, місцеві анестетики. Механізм їх дії полягає в тому, що, проникаючи в клітину, вони закривають іонні натрієві канали з внутрішньої сторони клітинної мембрани і не дозволяють іонів натрію увійти в клітку. В результаті порушення по нервового волокну не передається, і почуття болю не виникає. При цьому свідомість не вимикається, тобто ця група ліків не впливає на головний мозок. До блокаторів натрієвих каналів належать багато антиаритмические і протисудомні засоби. Широко використовуються блокатори і активатори кальцієвих каналів, які змінюють вхід іонів кальцію в клітину. Кальцій бере участь у багатьох фізіологічних процесах, таких як м’язове скорочення, секреція, нервово-м’язова передача, згортання крові і так далі. Блокаторами кальцієвих каналів є такі відомі серцево-судинні засоби, як верапаміл, дилтіазем, ніфедипін та інші.

Імітуючи або блокуючи роботу медіаторів, гормонів або інших ендогенних біологічно активних речовин, ліки теж можуть викликати зміну функцій клітин, окремих органів і систем. Якщо ці зміни планувалися, то ефект буде лікувальним, якщо ж вони виникають попутно, то це є побічною дією ліків (глава 2.6).

Інформація, отримана від сигнальних молекул (медіаторів, гормонів та деяких інших), змушує клітини коригувати свою роботу, пристосовуватися до нових умов існування. Ми розглядали механізми трансмембранної передачі хімічної інформації в розділі 1.4. Як ви пам’ятаєте, ці механізми відображають спосіб подолання клітинної мембрани молекулою речовини. Але ж долати цей бар’єр здатні не тільки виробляються організмом гормони, ферменти і медіатори. Лікарська речовина, введене в організм, проникає в клітину тими ж шляхами, що й природні біологічні молекули. Згадаймо перший механізм (фрагмент I на малюнку 1.4.7), коли молекула речовини легко “просочується” крізь клітинну мембрану завдяки здатності розчинятися в жирах (ліпофільності). Потім сигнальна молекула – вже всередині клітини! – Взаємодіє з рецептором, проявляючи своє біологічне дію. Таким же чином діють і деякі лікарські речовини, наприклад, оксид азоту, через який реалізується ефект нітратів, які застосовуються для лікування ішемічної хвороби серця. Внутрішньоклітинні рецептори існують для ряду жиророзчинних гормонів (глюкокортикоїди, мінералокортикоїди, статеві гормони і тиреоїднігормони) і вітаміну D. Ці лікарські засоби стимулюють біосинтез білків за допомогою активації транскрипції генів (глава 1.4). Ефект цих препаратів розвивається в інтервалі від півгодини до декількох годин – саме такий час потрібно для синтезу білків. Тому не слід очікувати миттєвої зміни стану організму, наприклад, полегшення симптомів при нападі бронхіальної астми. Дія таких лікарських засобів триває від декількох годин до декількох днів, коли їх самих уже немає в організмі. Це пов’язано з тим, що утворилися білки тривало зберігаються в клітці в активному стані, і тому ефекти генноактівних гормонів зникають поступово і не залежать від їх концентрації в організмі. Другий механізм передачі сигналу клітці полягає у взаємодії молекули речовини з трансмембраним рецептором (фрагмент II на малюнку 1.4.7). Так “працюють” виробляється підшлунковою залозою інсулін і препарати інсуліну, які використовуються для лікування цукрового діабету. Багато ліків, про які ми будемо говорити в третій частині книги, діють на рецептори, що регулюють відкриття або закриття іонних каналів (фрагмент III, малюнок 1.4.7). Засоби, що впливають на вегетативну нервову систему (глава 3.2) – класична ілюстрація цього механізму. Адренергічні і антиадренергические, холинергические і холіноблокуючу препарати імітують або блокують ефекти природних медіаторів, що регулюють потік іонів через канали клітинної мембрани. Взаємодіючи з рецепторами, змінюють “пропускну здатність” іонних каналів деякі препарати, що впливають на центральну нервову систему. Четвертий механізм трансмембранної передачі реалізується через рецептори, які активізують внутрішньоклітинний вторинний передавач (фрагмент IV на тому ж малюнку). Як відомо, цей механізм дозволяє підсилити сигнал, що передається, тобто отримати виражений ефект малим числом молекул речовини (глава 1.4). Зокрема, ефект коректорів еректильної дисфункції (наприклад, відомий препарат Віагра) обумовлений впливом на вторинних посередників (накопичення цГМФ в гладком’язових клітинах судин).

Підсумуємо: лікарський засіб викликає певні ефекти в організмі, взаємодіючи з рецепторами і передаючи клітці якусь інформацію за допомогою взаємодії з її сигнальними системами.
Лікарський засіб викликає певні ефекти в організмі, взаємодіючи з рецепторами і передаючи клітці якусь інформацію за допомогою її транспортних систем.

Тепер перейдемо до розгляду основних принципів і механізмів дії ліків.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Органи дихання людини