Трансдукция инициируемая РСК. Примеры интеграции клеточного и молекулярного механизмов
Когда РСК инициирует трансдукцию, запускаются реакции вследствие изменения потенциала мембран, связанного с увеличением (или уменьшением) проницаемости к тем ионам, которые проходят через РСК. Таким образом, трансдукция начинается с изменения заряда, что ведет к деполяризации или гиперполяризации мембраны. Типичной локализацией РСК является плазматическая мембрана, но РСК также найдены в митохондриях и других внутриклеточных органеллах.
Изменение мембранного потенциала может прямо модулировать функцию ткани. В скелетных мышцах активация никотиновых РСК деполяризует мембрану концевой пластинки, а следовательно, и саркоплазматического ретикулума (после генерации потенциала в сарколемме), что приводит к выходу Са2+ в цитоплазму и сокращению мышц.
Примеры интеграции клеточного и молекулярного механизмов
Некоторые примеры интеграции молекулярного и клеточного механизмов описаны далее. Скорость трансдукции и проявление тканевого ответа определяются молекулярной мишенью (рецептором) и механизмом трансдукции. Эта скорость определяет начало тканевого ответа. Например:
• взаимодействие агониста с РСК приводит к быстрой (миллисекунды) клеточной деполяризации или гиперполяризации;
• взаимодействие агониста с G-белок-связанным рецептором может привести к одному из многих ответов, длящихся секунды;
• взаимодействие препарата непосредственно с ферментом может привести к изменениям в течение нескольких минут;
• взаимодействие препарата непосредственно с ДНК может изменить экспрессию генов и синтез нового белка в течение нескольких часов.
В результате молекулярного и клеточного действия лекарства проявляют тканевые и системные эффекты, но некоторые лекарства обладают одновременно молекулярным, клеточным, тканевым и системным действием. Например, тетродотоксин, молекулярное действие которого состоит в блокаде Na+-каналов и уменьшении работы нервной ткани, скелетных мышц и сердечной мышцы. В связи с этим можно точно рассчитать действия тетродотоксина на уровнях от клеточного до тканевого. Поскольку тетродотоксин связывается с ПЗК для Na+, низкие концентрации блокируют периферические нервы (сенсорные, автономные и моторные).
Часто бывает трудно предсказать тканевое и системное действие новых препаратов на основе их молекулярного и клеточного действия. Это связано с тем, что селективность действия через клеточный механизм уменьшается от молекулярного уровня до тканевого и системного уровней вследствие реакции клеток и тканей на первоначальные эффекты лекарств (гомеостаз), к тому же при патологии гомеостаз изменяется. В связи с этим обычно нет достаточной информации о физиологии и патологии, необходимой для точного прогноза, как молекулярное и клеточное действие новых лекарств отразится на тканевом и системном эффектах.
Процессы, происходящие в организме человека как единой системы, достаточно сложны и находятся под контролем гомеостатических механизмов, которые регулируют первоначальный ответ и нарушаются при патологии. Являясь вопросом не фармакологии, а терапии, данная тема стала актуальной для тех, кто считает, что заболевания можно излечить путем генетических мутаций (и изменением функции) специфических компонентов клетки.
