6 курс / Эндокринология / Эндокринология_и_метаболизм_Фелиг_Ф_,_Бакстер_Дж_Д_,_Бродус_А_Е

связи, которые интегрируют активность «вторых медиаторов» при гормональной стимуляции [30].

Регуляция внутриклеточной концентрации кальция

Функция кальция в качестве медиатора требует возможности быстрых изменений его концентрации в нужных участках клетки во время действия гормонов с последующим влиянием на конкретные метаболические процессы. Это влияние обычно зависит от модуляции активности специфических регуляторных ферментов, например, перечисленных в табл. 4—4.

Таблица 4—4. Некоторые ферменты, активность которых модулируете» кальцием

С точки зрения гормонального эффекта влияние кальция на активность аденилат- и гуанилатциклазы, а также фосфодиэстеразы является важнейшим фактором динамического контроля за внутриклеточным содержанием циклических нуклеотидов. В настоящее время известно, что регуляторные влияния кальция на ферментные системы зависят от его связывания белком с низкой молекулярной массой, называемым каль- ций-зависимым регулятором (КЗР) или кальмодулином. Этот белок, первоначально идентифицированный в качестве регулятора активности фосфодиэстеразы в головном мозге [55], известен в настоящее время как выполняющий важную промежуточную функцию в контроле кальциевой регуляции ферментов во многих тканях. В некоторых случаях активность кальмодулина тесно связана с регулируемым ферментом, и комплекс Са2+—кальмодулин служит регуляторным лигандом, опосредующим эффекты свободного Са2+ на активацию или ингибирование фермента.

Первичным сдвигом при опосредованных кальцием клеточных реакциях на внешние стимулы является поступление ионов кальция в цитоплазму клетки. Кальций, участвующий в этом движении, должен поступать из одного, из двух главных источников: либо из внутриклеточных запасов, либо из внеклеточной жидкости, в которой концентрация свободного кальция составляет примерно-1,25 мМ. Хотя внутриклеточная концентрация свободного кальция очень низка (от 0,1 до 10 мкМ), в митохондриях и микросомах концентрация его сравнительно высока (1—20 мМ). Плазматическая мембрана также содержит существенные количества связанного кальция и обнаруживает высокий трансмембранный кальциевый градиент. Помимо высокого концентрационного градиента между внеклеточным и внутриклеточным кальцием, трансмембранный электрический градиент способствует поступлению кальция в клетку, хотя скорость притока кальция в отсутствие внешних стимулов обычно низка. Эта ограниченная проницаемость вкупе с наружным перимембранным пулом связанного кальция придает многим клеткам относительную толерантность к изменениям концентрации кальция в окружающей среде, особенно в условиях покоя. Однако повышенная чувствительность к кальцию, часто сопровождающая стимуляцию, свидетельствует о том, что важным этапом активации клеток является изменение проницаемости мембран [30]. Таким образом, хотя перераспределение внутренних запасов кальция могло бы служить фактором повышения внутриклеточного уровня этого иона, основной формой регуляции является, вероятно, изменение проницаемости плазматической мембраны или процессов транспорта кальция в клетку.

Поступление кальция через плазматическую мембрану может обусловливаться изменением проницаемости мембраны или мембранного потенциала под действием стимула. Хотя это, вероятно, имеет меньшее отношение к действию пептидных гормонов, изменение мембранного потенциала связано, по-видимому, со способностью высоких концентраций калия стимулировать многие гормон-зависимые процессы за счет деполяризации мембраны и увеличения поступления кальция. В общем, увеличение внутри-

клеточного содержания кальция вследствие изменений мембранной проницаемости сопровождается выходом кальция из клетки, что можно видеть при проведении опытов с 45Са. Однако изменения потока радиоактивного кальция обычно невелики и могут стимулироваться повышением обмена кальция между его внутриклеточными запасами. Прирост количества внутриклеточного кальция в нервных и мышечных клетках активно ликвидируется за счет его обмена на натрий, а в невозбудимых клетках — за счет работы мембранного кальциевого насоса (вероятно, Ca/Mg-АТФазы). В связи с этим стимулы, опосредуемые перераспределением внутриклеточного кальция, часто сопровождаются увеличением выхода 45Са из клетки вследствие быстрого вытеснения мобилизованного кальция через плазматическую мембрану.

Механизмы действия кальция как второго медиатора: кальмодулин

Биологические эффекты кальция реализуются с помощью трех главных механизмов: взаимодействия с сократительными элементами, изменения проницаемости мембран для ионов и регуляции активности ферментов. Влияние кальция на аденнлат- и гуанилатциклазу и фосфодиэстеразу играет существенную роль в регуляции динамических уровней циклических нуклеотидов и в сопряжении двух внутриклеточных систем медиаторов за счет механизмов обратной связи, интегрирующих биологическую активность этих систем (рис. 4—15).

Основной прогресс в понимании эффектов кальция был связан с открытием кальцийзависимого регуляторного белка, или кальмодулина, и выяснением его структурного и функционального сходства с тропонином С [55]. При мышечном сокращении кальций связывается тропонином и образующийся комплекс одновременно облегчает взаимодействие между актином и миозином и активирует миозиновую АТФазу, что необходимо для повторения актино-миозинового взаимодействия. Присутствие актина в несокращающихся клетках указывает на роль сократительных элементов. в клеточной мобильности, движении клеточных органелл, высвобождении гранул и эндоцитозе. Поскольку содержащие актин микрофиламенты часто концентрируются под плазматической мембраной и иногда оказываются прикрепленными к мембранным белкам, они могли бы служить фактором, опосредующим эффекты кальция на подвижность клеток, текучесть мембраны и перегруппировку или интернализацию связанных с мембраной белков и ассоциированных с ними наружных лигандов.

Рис. 4—15. Общая связь между главными межклеточными и внутриклеточными регуляторными лигандами и их рецепторными белками, т. е. пептидными гормонами, кальцием и циклическими нуклеотидмонофосфатами (цНМФ). В3аимодействие между этими медиаторами затрагивают их метаболизм и функции, равно как и их комплементарные роли в отношении скорости, расстояния и продолжительности действия (Cheung f55] в модификации).

Хотя было показано, что многие клетки содержат широкую сеть актино- и миозиноподобных нитчатых белков, прикрепленных к внутренней поверхности плазматической мембраны и часто к. мембранам секреторных гранул, присутствие характерного для мышцы тропонинового компонента в несокращающихся клетках было установлено не сразу. Недавнее открытие тропониноподобных кальцийсвязывающих белков в клетках многих типов привело к созданию представления об общем кальцийзависимом регуляторном (КЗР) белке, или кальмодулине. В общем, кальмодулин, по-видимому, играет роль, аналогичную тропонину С, опосредуя кальциевые эффекты в несокращающихся тканях. Присутствующий в; этих тканях кальмодулин иногда связан с сетью микронитей, а в других случаях тесно ассоциирован с кальцийрегулируемыми ферментами в

виде прочно связанной или входящей в их состав субъединицы. Помимо того, что он служит внутриклеточным рецептором кальция, кальмодулин влияет на транспорт кальция и; кальциевую регуляцию уровня циклических нуклеотидов и метаболизма гликогена, а также регуляцию таких процессов, как секреция и клеточная подвижность. Кальмодулин является также динамическим компонентом митотического аппарата, где он может регулировать полимеризацию микротрубочек, активность актомиозина и мембранных кальциевых насосов [56а].

Рис. 4—16. Ферменты и клеточные процессы, регулируемые кальмодулином (Cheung в модификации).

После индентификации кальмодулина в качестве термостабильного регуляторного белка нескольких ферментов головного мозга он был выделен из многих тканей, очищен и охарактеризован как рецепторных белок с молекулярной массой 17 000, обладающий высокой специфичностью и сродством связывания Са2+. Каждая молекула кальмодулина содержит 4 кальцийсвязывающих участка, насыщение которых приводит к

изменению конформации белка, приобретающего преимущественно -спиральную конфигурацию, придающую кальмодулину способность регулировать зависимые от пего ферментные системы. Белок состоит из 148 аминокислот с высоким содержанием фенилаланина и кислых остатков и обнаруживает значительную гомологию последовательности с тропонином С из скелетной и сердечной мышцы. Присутствие кальмодулиноподобных белков во многих тканях млекопитающих и беспозвоночных указывает на вероятность опосредования физиологических эффектов кальция такими рецепторными белками, которые в свою очередь регулируют активность отдельных ферментов.

Значение кальмодулина как медиатора кальциевых эффектов впервые было установлено на ткани головного мозга, где выяснилось, что активация кальцийзависимой фосфодиэстеразы требует присутствия модуляторного белка. К ферментам, активация которых кальцием, как известно, в настоящее время, зависит от кальмодулина, относятся аденилатциклаза и фосфодиэстераза головного мозга, Ca/Mg-АТФаза мембраны эритроцитов, фосфорилазкиназа и киназа легкой цепи миозина (рис. 4—16). Как активация фермента модуляторным белком, так и связывание модулятора с ферментом зависят от присутствия кальция. При повышении концентрации кальция модуляторный белок связывает его и подвергается конформационному изменению, переходя в активное состояние, в котором он и связывается с ферментом, повышая его каталитическую активность. Не исключено, что при взаимодействии кальмодулина с разными регулируемыми системами степень насыщения 4 кальцийсвязывающих участков неодинакова; это может помочь объяснить расхождение его биологических эффектов. Роль кальмодулина в фосфорилировании киназы легких цепей миозина может быть свя-

зана с регуляцией сокращения гладких мышц (рис. 4—17). Насыщение -рецепторов адреналином и стимуляция образования цАМФ приводит к активации протеинкиназы и фосфорилированию миозинкиназы, что ослабляет связывание кальмодулина. При низком уровне кальмодулина миозинкиназа менее активна и может преобладать активность фосфатазы, что обусловит сохранение меньшего числа молекул миозина в фосфорилированном состоянии. Вследствие этого не возникает взаимодействия между актином и миозином, и гладкая мышца расслабляется.

Рис. 4—17. Схема механизма регуляции сокращения гладкой мышцы под влиянием кальция и цАМФ. Доступность Са2+-кальмодулина определяет баланс между фосфорилированной (неактивной) и дефосфорилиро-

ванной (потенциально активной) миозинкиназой. Фосфорилированная киназа связывает кальмодулин с более низким сродством, чем нефосфорилированный фермент. В связи с этим при одной и той же концентрации кальмодулина фосфорилированная киназа неактивна, а нефосфорилированная киназа находится в активной форме

(Conti, Adelstein [56] в модификации).

Позднее в головном мозге был идентифицирован белок, связывающий кальмодулин и ингибирующий фосфодиэстеразу. Этот так называемый модуляторный связывающий белок может представлять собой еще один регуляторный фактор в системе гомеостаза кальция либо являться другим кальмодулинрегулируемым ферментом или, возможно, общей связывающей субъединицей кальмодулинрегулируемых ферментов. Относительно малое количество этого белка, присутствующего в мозге, указывает на большую вероятность его функционирования в качестве фермента или субъединицы.

Взаимодействие между кальцием и циклическими нуклеотидами

Накапливается все больше данных о некоторых реципрокных взаимодействиях между кальцием и циклическими нуклеотидами, создающих сеть реакций обратной связи, с помощью которых две сигнальные системы регулируют активность друг друга (рис. 4— 18). В3аимоотношения между цАМФ и кальцием подразделяются на два типа в соответствии с их ролью в качестве одноили двухуправляемых контрольных систем в отдельных тканях-мишенях (30).

Рис. 4—18. Схематическое изображение взаимодействий между кальцием и циклическими нуклеотидами и основных процессов, регулирующих внутриклеточный уровень этих медиаторов. Некоторые стимулы (1) увеличивают приток кальция (а), а также способствуют высвобождению кальция из внутриклеточных запасов (б). Цитоплазматический свободный кальций связывается с кальмодулином, регулируя большинство известных кальцийзависимых ферментов. Кальций удаляется из цитоплазмы, вытесняясь из клетки (в) или накапливаясь в кальциевых резервуарах (г). Другие стимулы (2) активируют аденилатциклазу (д) и увеличивают образование цАМФ. Наряду со скоростью гидролиза фосфодиэстеразой (е), это определяет внутриклеточный уровень цАМФ. Синтез цГМФ гуанилатциклазой (ж) изменяется под влиянием внутриклеточного уровня кальция; цГМФ также разрушается фосфодиэстеразой (з) обычно быстрее, чем цАМФ. Прерывистые линии показывают некоторые из механизмов обратной связи во взаимоотношениях между циклическими нуклеотидами и кальцием, а агенты, стимулирующие или ингибирующие поступление кальция и аденилатциклазу, указаны в верхней части рисунка

(Berridge [30] в модификации).

Одноуправляемые системы — это системы, присутствующие в клетках, регулируемых одним стимулом, где функционирует лишь простая регуляция типа «включение— выключение» в зависимости от присутствия или отсутствия стимула. В разных видах клеток в качестве второго медиатора может действовать кальций либо цАМФ и если образуется цАМФ, то он усиливает кальциевый сигнал. К тканям, в которых функционируют одноуправляемые контрольные системы, относятся нервная ткань, мозговой слой надпочечников, передняя доля гипофиза, эндокринная и экзокринная части поджелудочной железы, кора надпочечников, мочевой пузырь, слюнные железы и фоторецепторные органы. Во всех этих тканях клеточная активность регулируется только в

одном направлении («выключена включена»), причем активность прекращается после удаления стимула. В большинстве случаев вторым медиатором является, повидимому, кальций, а цАМФ оказывает косвенное или усиливающее действие на кальциевые эффекты. В тканях, контролируемых тропными гормонами гипофиза (т. е. в надпочечниках, семенниках, яичниках и щитовидной железе), цАМФ играет более важную роль как второй медиатор, но опять-таки действует в тесной связи с кальцием, что можно наблюдать при регуляции ферментов стероидогенеза и секреции тироксина.

Двухуправляемые контрольные системы функционируют в клетках, регулируемых двумя независимыми стимулами, например когда один стимул «запускает» клеточную активность, а второй останавливает реакцию, обычно противодействуя первому стимулу. В таких тканях, как правило, именно кальций служит первичным сигналом 1-го стимула, а цАМФ опосредует ингибиторный эффект 2-го стимула, модулируя внутриклеточный уровень кальция. Таким образом, в отличие от синергизма между цАМФ и кальцием в одноуправляемых системах, в двухуправляемых эффекты цАМФ и кальция антагонистичны. Примерами тканей, в которых функционирует последняя форма контроля, являются гладкая и сердечная мышцы, меланофоры, тромбоциты, тучные клетки и печень. В каждом из этих типов клеток активация обусловливается повышением уровня кальция, выходящего из внутриклеточных запасов или поступающего извне, а противодействующие стимулы снижают содержание кальция в цитоплазме за счет действия цАМФ. Печень и жировая ткань обладают некоторыми чертами одноуправляемых систем, поскольку цАМФ повышает внутриклеточный уровень кальция и способствует однонаправленным гликогенолитическим эффектам адреналина и глюкагона. Однако инсулин противодействует влиянию этих катаболических гормонов, вероятно, за счет снижающего действия на внутриклеточный уровень цАМФ, выступающего в роли основного «второго медиатора» в этой ткани. В более общем случае двухуправляемых систем противодействующие эффекты кальция и цАМФ проявляются весьма отчетливо. Хотя предполагалось, что и цГМФ противодействует эффектам цАМФ, становится все более очевидным, что уровень цГМФ часто регулируется внутриклеточной концентрацией кальция и тем самым отражает эффекты кальция, а не является первичным антагонистом цАМФ. Данные о зависимости между активацией рецепторов и последующими изменениями в мобилизации кальция и образовании цАМФ суммированы на рис. 4—19.

ДЕЙСТВИЕ ГОРМОНОВ И МЕТАБОЛИЗМ ФОСФОЛИПИДОВ

Недавно проведенные исследования в области действия пептидных гормонов показали, что мембранные фосфолипиды и продукты их метаболизма играют важную роль в реакции клеток-мишеней на гормональную стимуляцию. Фосфолипиды участвуют в действии гормонов, по меньшей мере, тремя основными путями 1) как источник про-

изводных арахидоновой кислоты — предшественников для синтеза простагландинов и родственных соединений с вторичными эффектами на ткань-мишень; 2) за счет ускорения кругооборота фосфатидилинозитола и образования полнфосфоинозитидов, влияющих на метаболизм клетки-мишени (например, стероидогенез); 3) за счет повышения метилирования фосфолипидов, приводящего к образованию фосфатидилхолина из фосфатидилэтаноламина с последующими изменениями текучести плазматической мембраны и подвижности рецепторов в ней.

Рис. 4—19. Взаимоотношения между путями активации, «запускаемыми» гормональными рецепторами и связанными с мобилизацией кальция и аденилатциклазой. Этот пример подчеркивает роль Са2+-кальмодулина в определении скорости разрушения циклического нуклеотида фосфодиэстеразой. Другие области взаимодействия между двумя системами показаны на рис. 4—13, 4—15, 4—17 и 4—18 (Schulster, Levitski

[45в] в модификации).

Г — гормон: Рец — рецептор; АЦ — аденилатциклаза: ПК — протеинкиназа (кат-каталитическая, per — регуляторная субъединица); КМ — кальмодулин; ФДЭ — фосфодиэстераза; белок-Ф—фосфорилированный белок.

Фосфолипиды: структура, метаболизм и функция

Рис. 4—20. Общая структура фосфолипидов.

Природные фосфолипиды являются производными глицерофосфата или сфингозинфосфата, содержащими две жирные кислоты и гидрофильный заместитель, такой, как

холин, этаноламин, инозитол или серин. Они служат главными составными частями липопротеинов и клеточных мембран и в большом количестве присутствуют в периферической нервной ткани и головном мозге. Фосфоглицериды обладают общей структурой (рис. 4—20), образующейся путем эстерификации глицерофосфата с двумя длинноцепочечными жирными кислотами и гидрофильным компонентом. Важной особенностью фосфолипидов является их способность взаимодействовать как с гидрофобными, так и с гидрофильными доменами и занимать поверхность раздела между органическими и водными средами. Так, в липопротеинах они выступают в роли связующего звена между белковой частью и транспортируемым нейтральным липидом, а в клеточной мембране они образуют характерный липидный бислой, который ограничивает внутриклеточное пространство.

В плазматической мембране около 60% фосфолипидов приходится на долю фосфатидилхолина, который частично синтезируется в самой мембране путем метилирования фосфатидилинозитола. Фосдатидилинозитол и фосфатидилсерин присутствуют в меньших количествах, причем жирокислотные заместители в разных тканях варьируют по длине и степени насыщенности. Фосдатидилхолины, или лецитины, синтезируются в животных тканях тремя путями. В ходе основного пути, аналогичного таковому для синтеза фосфатидилинозитола, холин фосфорилируется АТФ, образуя фосфохолин. Последний соединяется с ЦТФ, превращаясь в ЦДФ-холин, который реагирует с диацилглицерином в присутствии фосфохолинтрансферазы, образуя фосфатидилхолин. Второй путь синтеза фосфатидилхолина заключается в ацилировании лизофосфатидилхолина (образующегося при гидролизе лецитина фосфолипазой А). Наконец, 3-й путь, имеющий особенное отношение к современным исследованиям гормональных влияний на фосфолипиды мембраны, сводится к последовательному метилированию фосфатидилэтаноламина в клеточной мембране. Эти реакции в схематическом виде представлены на рис. 4—21.

Гормональные влияния на метаболизм фосфолипидов. Стимуляция образования арахидоновой кислоты и синтеза простагландинов.

Многие пептидные гормоны повышают продукцию простагландинов тканьюмишенью, что иногда сопровождается вторичными реакциями сосудов и клеток. Хотя простагландины, по-видимому, не играют роли медиаторов действия пептидных гормонов, но стимуляция этих местно образующихся тканевых гормонов при активации клеток-мишеней составляет важный компонент клеточной реакции на взаимодействие пептидных гормонов с их рецепторами [57]. Простагландины и родственные им простациклины и тромбоксаны быстро синтезируются из полиненасыщенных жирных кислот— предшественников, особенно из арахидоновой кислоты, при стимуляции клетокмишеней. Ненасыщенные жирные кислоты присутствуют в клетке в виде фосфоглицеридов, которые для того, чтобы превратиться в субстрат для метаболизма в простагландины и другие активные интермедиаты, должны деацилироваться под действием фосфолипаз. На долю арахидоновой кислоты приходится наибольшее количество ненасыщенных жирных кислот в тканевых фосфолипидах; эта кислота подвергается метаболизму в двух основных направлениях, называемых циклооксигеназным и липооксигеназным. Ближайшими продуктами циклооксигеназного пути являются эндоперекиси

(ПГG2 и ПГН2), которые превращаются в простагландины (ПГЕ2, ПГF2 и ПГD2) под действием ферментов, носящих общее название простагландинсинтетазы, а также в тромбоксаны (ТКА2 и ТКВ2) и простациклины (ПГI2) под действием соответствующих синтетаз (рис. 4—22). Классификация этих метаболитов эндоперекисей связана со степенью ненасыщенности их жирокислотных предшественников; эйкозатетраеновая кисло-

та превращается в продукты 1-го класса (ПГЕ1, ПГF1 , TKA1 и др.), а арахидоновая кислота—в продукты 2-го класса (ПГЕ2, ПГF2 , ТКА2, ТКВ2 и ПГI2) [58].

Рис. 4—21. Пути биосинтеза фосфатидилхолина.

Тромбоксаны и простациклины также образуются при дальнейшем метаболизме эндоперекисей, появляющихся в ходе циклооксигеназного пути; они представляют собой важные регуляторы взаимодействий тромбоцитов с сосудистой стенкой. Простациклин (ПГI2) в больших количествах продуцируется эндотелиальными и гладкомышечными клетками сосудов, где его образование модулируется гидроперекисными метаболитами липооксигеназного пути [59]. ПГI2 является высокоактивным ингибитором агрегации тромбоцитов, а его продукция в эндотелиальных клетках стимулируется тромбином и тормозится липопротеинами низкой плотности. Имеются также данные, свидетельствующие о возможной роли снижения способности гладкомышечных клеток сосудов продуцировать ПГI2 в развитии атеросклероза.

Позднее обнаруженный липооксигеназный путь обусловливает превращение арахидоновой кислоты в оксижирные кислоты, в том числе в гидропероксиэйкозатетраеновую кислоту (ГПЭТЕ), которая затем разрушаясь превращается в оксиэйкозатетраеновую кислоту (ОЭТЕ). Эти метаболиты липооксигеназного пути играют существенную роль в воспалительных реакциях, в том числе хемотаксисе нейтрофилов и других следствиях активации циклооксигеназы в тромбоцитах и продукции ПГI2 в ткани сосудов. Недавно полученные данные свидетельствуют также о том, что липооксигенированные метаболиты арахидоновой кислоты могут опосредовать действие ГнРГ на высвобождение гормонов гипофизарными гонадотрофами [60].

Рис. 4—22. Образование и метаболизм арахидоновой кислоты. Ненасыщенная жирная кислота, высвобождаемая фосфолипазой А2 из мембранных фосфолипидов, превращается в активные производные в ходе липоксигеназного, циклоксигеназного и простагландинсинтетазного ферментативных процессов.

Любой из перечисленных путей продукции активных метаболитов арахидоновой кислоты зависит от адекватного поступления ненасыщенного жирокислотного предшественника из мембранных фосфолипидов. В настоящее время известно, что многие формы опосредованной рецепторами активации клеток сопровождаются повышением активности связанных с мембранами фосфолипаз, которые катализируют гидролиз эфир-

Инозитоловые фосфолипиды составляют небольшую, но важную часть фосфолипидов плазматической мембраны в большинстве эукариотических клеток. Главным инозитоловым липидом в большинстве клеток является фосфатидилинозитол (ФИ), в котором миоинозитол присоединен к диэфирной фосфатной группе диацилглицеринового скелета. Полифосфоинозитиды (ди- и трифосфоинозитолы), содержащие моноили дважды фосфатированные гидроксильные группы пнозитола, присутствуют в плазматической мембране в меньших количествах. Инозитоловые фосфолипиды превращаются друг в друга под действием АТФ-зависимых киназ и фосфомоноэстераз и разрушаются фосфодиэстеразами до инозитолфосфатов и диацилглицерина.

Уже в течение нескольких лет известно, что при стимуляции секреторных клеток усиливается метаболизм ФИ с увеличением включения радиоактивного фосфата и инозитола в ФИ и его предшественник фосфатидат. В настоящее время установлено, что эта реакция отражает распад и ресинтез ФИ и, как постулировал Nichell [65], является общим следствием взаимодействия между лигандами и рецепторами клеточной поверхности. Позднее выяснилось, что эта реакция характеризует гормонрецепторные взаимодействия, приводящие к повышению внутриклеточной концентрации кальция.

Реакция ФИ часто не зависит от внеклеточной и внутриклеточной концентрации кальция и представляется общим процессом, сопутствующим активации рецепторов, приводящей к притоку или мобилизации кальция и повышению его концентрации в цитозоле. Отсюда было сделано предположение, что распад ФИ принимает участие в общем механизме, с помощью которого активация рецепторов клеточной поверхности контролирует мобилизацию кальция [65]. Повышение концентрации кальция в цитоплазме могло бы определяться увеличением проницаемости плазматической мембраны или высвобождением кальция из запасов в плазматической мембране или митохондриях. До сих пор в стимулируемых гормонами тканях отмечали отчетливую корреляцию между реакцией ФИ и мобилизацией кальция. В отличие от этого было показано, что некоторые гормоны, которые повышают внутриклеточный уровень цАМФ, но не кальция, практически не влияют на метаболизм фосфоинозитидов. Таким образом, реакция ФИ — это не просто общий ответ клеток на активацию их поверхностных рецепторов, но, по-видимому, характерная особенность стимулов, для которых мобилизация кальция является существенным компонентом реакции клеток-мишеней [65].

Дополнительной особенностью гормонрецепторных взаимодействий, обусловливающих реакцию ФИ, является повышение активности гуанилатциклазы и уровня цГМФ в клетке. Как уже отмечалось, это, вероятно, представляет собой следствие повышения внутриклеточной концентрации кальция, а не необходимый этап процесса активации, который вызывает характерную реакцию клетки-мишени на гормональную стимуляцию. Хотя между реакцией ФИ и мобилизацией кальция при активации многих клеточных рецепторов наверняка существует тесное сопряжение, природа связи между этими процессами пока не ясна. По всей вероятности, опосредование рецепторами кругооборота ФИ происходит в плазматической мембране клетки, в результате чего и увеличивается проницаемость для кальция и/или высвобождение кальция в цитоплазму. Стимулируемый гормоном распад ФИ мог бы являться важным компонентом некоторых механизмов, связанных с активацией рецепторов, вызывая открытие кальциевых каналов на клеточной поверхности, а также модулируя эффекты других рецепторов, которые активируют аденилатциклазу [65].

Другой важный аспект метаболизма ФИ связан с возможной ролью полифосфоинозитидов в действии пептидных гормонов. Эти сильно заряженные липиды подвергаются быстрому метаболическому кругообороту, особенно в головном мозге, и ускоряют

свой распад при стимуляции -адренергических и мускариновых рецепторов. В отличие от реакции ФИ, эти изменения зависят от уровня кальция и могут представлять собой вторичные ответы на повышение его концентрации в цитозоле подобно общему изменению активности гуанилатциклазы [28]. Потенциальная роль полифосфоинозитидов в действии гормонов установлена для коры надпочечников, в которой АКТГ остро повышает содержание дифосфо-и трифосфоинозитидов. Эти эффекты воспроизводятся и цАМФ, причем, как и эффекты АКТГ, они блокируются ингибиторами синтеза белка. Добавление дифосфоинозитида к надпочечниковым митохондриям или изолированным клеткам повышает продукцию прегненолона и кортикостерона, что свидетельствует об опосредующей роли полифосфоинозитидов в стимуляции стероидогенеза в надпочечниках под влиянием АКТГ и цАМФ [66].