Регуляторные пептиды. Строение пептидов. Пептидный континуум. -

-Медиаторы-пептиды состоят из цепочек аминокислот

-в-во Р, энкефалины, эндорфины – это только отдельные представители рег нейропептидов. Но регуляторные пептиды очень многочисленны. С регуляторными пептидами связаны тонкие специфические функции, за каждую функцию отвчает свой пептид

-Р.п являются остатками эволюционно древних путей передачи информации, которые существовали еще во времена бактериальных колоний или колоний кишечнополостных. В мозге млекопитающих проявляют себя слабо(за исключением опиоидов и в-во Р)но рецепторы сохранились и их можно использовать в качестве мишеней для лекарственных препаратов(«черный вход» в мозговые процессы)

-Медиаторы-пептиды состоят из цепочек аминокислот

-первым открыто вещество Р, выделенное из сухого порошка спинного мозга

-Состоит оно из 11 аминокислот

-Введение в кровь вызывает расширение кровеносных сосудов, спазм кишечника

-Вырабатывается нейронами спинномозговых ганглиев, связанными с восприятием болевой чувствительности. Обнаруживается как в окончаниях их аксонов(задние рога спинного мозга. Здесь вещество Р работает совместно с глутаматом, передает сигнал на нейроны серого вещества), так и в чувствительных нервных окончаниях кожи(выполняет гормоноподобную функцию, вызывая воспалительный процесс)

Также оно вырабатывается некоторыми интернейронами ЦНС.в этом случае оно содержится в пресинаптических окончаниях совместно с др медиаторами(например ГАМК)

-Регуляторные Пептиды (нейропептиды), биологически активные вещества, состоящие из различного числа аминокислотных остатков (от двух до нескольких десятков).

- Различают олигопептиды, состоящие из небольшого числа аминокислотных остатков, и более крупные — полипептиды, хотя точной границы между этими двумя группами веществ не существует.

-Еще более крупные аминокислотные последовательности, содержащие более сотни аминокислотных остатков обычно называют регуляторными белками.

-Интерес к регуляторным пептидам и бурное развитие исследований в этой области возникли в 1970-х годах после работ, выполненных в Нидерландах группой исследователей под руководством Д. де Вида. Работами этой лаборатории было установлено, что адренокортикотропный гормон (АКТГ) передней доли гипофиза, включающий 39 аминокислотных остатков (АКТГ1 – 39), ранее широко известный как стимулятор выброса гормонов коры надпочечников, способен оказывать выраженное действие на обучаемость животных. Вначале возникло предположение о том, что это действие связано с гормональным эффектом АКТГ, но впоследствии удалось показать, что небольшие фрагменты АКТГ — АКТГ4 -10 и даже АКТГ4 – 7, лишенные гормональной активности, оказывают стимулирующий эффект на обучаемость, не уступающий по силе эффекту целой молекулы. В дальнейшем способность стимулировать процессы памяти были показаны для гипоталамического нейрогромона вазопрессина, дотоле известные функции которого ограничивались влиянием на сосудистый тонус и на водный обмен. В результате этих и последовавших за ними широких исследований было установлено, что регуляторные пептиды составляют обширную регуляторную систему, обеспечивающую широкий спектр межклеточных регуляторных процессов в организме, причем не только в центральной нервной системе, как думали в начале (отсюда и название «нейропептиды»), но и в периферических системах.

-По современным представлениям система регуляторных пептидов принимает участие в регуляции практически всех физиологических реакций организма и представлена огромным количеством регуляторных соединений: уже сейчас их известно более тысячи и это число, по-видимому, не окончательное.

-Многие из регуляторных пептидов обнаружены в значительных количествах, как в ЦНС, так и в периферических органах. Так, вазоактивный интестинальный пептид (ВИП), холецистокинин и нейропептид У обнаружены в головном мозгу и в органах желудочно-кишечного тракта. Желудок выделяет пептидный гормон гастрин, почки — ренин и т. д.

-Замечено, что регуляторный пептид, освобождающийся в кровь или спинномозговую жидкость из одного участка организма, побуждает другие органы стимулировать или, напротив задерживать выброс других регуляторных пептидов, что, в свою очередь запускает новую волну регуляторных процессов.

-Характерной чертой системы регуляторных пептидов является наличие у большинства пептидов плейотропии — способности каждого соединения оказывать влияние на несколько физиологических функций. Так, помимо уже упоминавшихся АКТГ и вазопрессина, окситоцин стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки, стимулирует функцию молочных желез и замедляет выработку условных реакций; тиреолиберин вызывает выброс гормонов щитовидной железы, а также активирует эмоциональное поведение и уровень бодрствования; холецистокинин-8 угнетает пищедобывательное поведение и усиливает моторику и секрецию желудочно-кишечного тракта; нейропептид У, напротив, усиливает пищедобывательное поведение, но при этом вызывает сужение сосудов головного мозга и снижает проявления тревожности и т. д.

-Особый интерес представляют два регуляторных пептида — ВИП и соматостатин. Первый, помимо того, что он вызывает снижение кровяного давления, расширения бронхов, усиливает работу пищеварительного тракта, является еще и активатором выброса большого количества других регуляторных пептидов. Второй, наоборот, угнетает выход многих пептидов.

-Второй характерной особенностью пептидной регуляции является то обстоятельство, что многие физиологические функции практически одинаково изменяются под влиянием различных регуляторных пептидов. Так, известно несколько регуляторных пептидов, активирующих эмоциональное поведение (тиролиберин, меланостатин, кортиколиберин, a-эндорфин и др.).

-Многие регуляторные пептиды обладают способностью снижать кровяное давление ( ВИП, вещество Р, нейротензин и ряд других). На основании этих характеристик системы регуляторных пептидов Ашмарин сформулировал представление о так называемом функциональном пептидном континууме.

-Суть этого представления заключается в том, что каждый из пептидов, с одной стороны, обладает уникальным комплексом активностей, а с другой — многие проявления биоактивности каждого из пептидов совпадают или близки к таковым ряда других регуляторных пептидов. В результате каждый пептид выступает как созданный эволюцией «пакет программ» для включения или модуляции такого большого количества функций, что обеспечивается возможность для плавного и непрерывного перехода от одного комплекса функций к другому.

- Современная классификация регуляторных пептидов основывается на их структуре, функциях и местах синтеза в организме

-В настоящее время выделяют несколько семейств наиболее изученных пептидов. Основными из них являются следующие. Либерины и статины Вещества, образующиеся в гипоталамусе и регулирующие выход гормонов передней доли гипофиза (первые стимулируют его, а вторые, соответственно, тормозят). Сюда относятся тиролиберин, кортиколиберин, соматолиберин, соматостатин и меланостатин. Помимо гипоталамуса эти соединения могут образовываться в других отделах мозга и в периферических органах.

-Опиоидные пептиды Соединения, большинство из которых обладает обезболивающим действием, которое осуществляется через те же рецепторы, на которые действуют наркотические опиаты (морфин и пр.). Местом образования опиатов является гипофиз, некоторые отделы мозга и надпочечники. Помимо обезболивающего эффекта опиаты способны вызывать чувство удовлетворения и разнонаправленно влиять на эмоциональное поведение

-Наиболее известными из соединений этой группы, насчитывающей более тридцати пептидов, являются лей- и мет-энкефалины и a, b и g -эндорфины. АКТГ Адренотропный гормон (АКТГ), ранее известный как стимулятор выброса кортикостероидов, оказался способным выполнять и многие другие функции. Синтезируясь во многих отделах мозга, он влияет на уровень внимания, память и обучаемость. Вазопрессин и окситоцин Вазопрессин и окситоцин синтезируются в некоторых ядрах гипоталамуса и выделяются в кровь через заднюю долю гипофиза. В настоящее время установлена их локализация в различных отделах мозга и способность влиять на процессы внимания и памяти. Другие пептиды

-Панкреатические пептиды первоначально были обнаружены в органах пищеварительной системы. Название этого семейства довольно условно, так как они весьма различны по строению и функциям и, помимо мест их первоначального обнаружения, широко распространены по организму, в частности, в больших количествах обнаруживаются в мозгу. К числу представителей этого семейства относятся нейропептид У, ВИП, холецистокинин и ряд других. Эндозепины, тормозящие рецепторы ГАМК, вызывают ощущение страха, тревоги и провоцируют конфликтные состояния. Из числа регуляторных пептидов, относящихся к другим семействам, наиболее интересными и изученными являются вещество Р — медиатор сенсорной и, в частности, болевой чувствительности; нейротензин, обладающий обезболивающим и гипотензивным действием; бомбезин, эффективно снижающий температуру тела; брадикинин и ангиотензин, влияющие на сосудистый тонус. Образование регуляторных пептидов в организме обычно происходит путем так называемого процессинга, когда из крупных молекул предшественников происходит выщепление нужных пептидов соответствующими пептидазами. Так, известен полипептид проопиомеланокортин, содержащий 256 аминокислотных остатков., в состав которого входят АКТГ и его активные фрагменты, a-, b- и g- эндорфины, мет-энкефалин и три вида меланоцитстимулирующего гормона. Активные регуляторные пептиды, подвергаясь дальнейшему распаду, часто образуют фрагменты, также обладающие физиологической активностью, причем бывают случаи, когда один из таких фрагментов функционально противоположен исходной молекуле. Такой поэтапный процессинг лежит в основе тонкой регуляции физиологических функций и способствует быстрой и адекватной смене регулируемых пептидами функциональных состояний. Практическое применение Практическое применение регуляторных пептидов в клинических целях еще не получило достаточного распространения, хотя представляется достаточно перспективным. Эти соединения за редкими исключениями не являются токсичными, и поэтому риск передозировки достаточно невелик. Основным недостатком регуляторных пептидов в терапевтическом аспекте является неспособность их подавляющего большинства всасываться в желудочно-кишечном тракте и короткая продолжительность жизни. Поэтому в качестве способов их введения используются либо подкожные инъекции, либо, что во многих случаях является наиболее удобным, интраназальное введение

11) Пептидные медиаторы- вещества, состоящие из цепочек аминокислот. Пептиды (греч. πεπτος — питательный) — семейство веществ, молекулы которых построены из остатков α-аминокислот, соединённых в цепь пептидными (амидными) связями —C(O)NH—. Могут содержать в молекуле также неаминокислотную компоненту (напр., остаток углевода). По числу аминокислотных остатков, входящих в молекулы П., различают ди-пептиды, трипептиды, тетрапептиды и т.д. П., содержащие до 10 аминокислотных остатков, наз. олигопептидами, содержащие более 10 аминокислотных остатков полипепти-дами Прир полипептиды с мол. м. более 6 тыс. наз. белками Это природные или синтетические соединения, содержащие десятки, сотни или тысячи мономерных звеньев — аминокислот. Полипептиды состоят из сотен аминокислот, в противоположность олигопептидам, состоящим из небольшого числа аминокислот (не более 10-50), и простым пептидам (до 10). К числу наиболее вероятных пептидных кандидатов на роль медиаторов относятся вещество Р, участвующее в проведении сенсорных, в том числе болевых, сигналов, вазоактивный интестинальный пептид (ВИП), соматостатин, нейропептид У, люлиберин и эндогенные опиоиды (эндорфины и энкефалины). Первым из них открыто вещество Р. Вещество Р вырабатывается нейронами спинномозговых ганглиев, связанными с восприятием болевой чувствительности. Пептиды обнаруживаются как в пресинаптических окончаниях их аксонов, так и в чувствительных нервных окончаниях кожи. В задних рогах вещество Р работает как истинный медиатор, передающий сигнал на нейроны серого вещества. Наиболее изученной группой пептидных медиаторов являются опиоидные пептиды. Основное действующее начало опиума- морфин. Обезболивающие эффекты морфина осуществляются через задние рога спинного мозга. Эйфорическое влияние- через гипоталамус, где расположен центр положительных эмоций. Синтез медиаторов-пептидов протекает значительно сложнее по сравнению с синтезом медиаторов других групп. В ходе этого процесса рибосомы вначале строят белок-предшественник, а затем особые ферменты вырезают из него необходимые фрагменты, причём один белок может содержать внутри себя несколько медиаторов-пептидов. Основной механизм действия опиоидов в ЦНС- пресинаптическое торможение выделения медиаторов. (на стр 180 схема механизмов пресинаптического томроженичя) Морфин и сходные с ним соединения- агонисты опиоидных рецепторов. Вызывают очень сильное пресинаптическое торможение и могут прпивести к полному обезболиванию. Однако анальгетический эффект носит временный характер так как проводящий боль нейрон быстро «нарабатывает» дополнительное количество аденилатциклазы. При попытке отказа от морфина кол-во цАМФ в пресинаптическом окончании может оказаться выше нормы. Это приведёт к более интенсивной передаче болевых и прочих сигналов. Антагонист опиоидных рецепторов – налоксон. Применяют при передозировке наркотических анальгетиков.
Многие нейропептиды вырабатываются нервными клетками в дополнение к основным медиаторам и накапливаясь в везикулах, выбрасываются из пресинаптического окончания. В этом случае они обычно вызывают не открывание ионных каналов, а медленные метаболические изменения в постсинаптической клетке.
Тиролиберин (один из либеринов гипоталамуса) – способен активировать эмоциональное поведение и бордрствование, а также дыхательный центр. Холецистокинин- стимулятор сокращений желчного пузыря, его короткий участок вызывает тревожность и страх. Вазопрессин- управляет детяльностью почек, его фрагменты активируют процессы запоминания. Адренокортикотропный гормон- включает надпочечники, его участки стимулируют внимание и классифицируются как ноотропы.
Существуют нейропептиды избирательно управляющие половым поведением, пищевой мотивацией, терморегуляцией. В целом соединения этой группы образуют сложную иерархическую систему, в которой одни нейропептиды активируют или подавляют высвобождение других нейропептидов. Термин пептид предложен Э. Фишером, который к 1905 г. разработал общий метод синтеза пептидов. Нейропептиды осуществляют контроль за экспрессией вторичных клеточ

Существуют нейропептиды избирательно управляющие половым поведением, пищевой мотивацией, терморегуляцией. В целом соединения этой группы образуют сложную иерархическую систему, в которой одни нейропептиды активируют или подавляют высвобождение других нейропептидов. Термин пептид предложен Э. Фишером, который к 1905 г. разработал общий метод синтеза пептидов. Нейропептиды осуществляют контроль за экспрессией вторичных клеточных мессенджеров, цитокинов и других сигнальных молекул, а также за запуском генетических программ апоптоза , антиапоптозной защиты, усиления нейротрофического обеспечения. Эндогенное образование нейропептида в ответ на какое-либо изменение внутренней среды приводит к высвобождению ряда других пептидов, для которых сам нейропептид является индуктором. Если их совместное действие однонаправленно, эффект будет суммированным и продолжительным. Таким образом, эффекторная последовательность совокупности пептидов образует так называемый пептидный регуляторный континуум, особенность которого заключается в том, что каждый из регуляторных пептидов способен индуцировать или ингибировать выход ряда других пептидов. В результате первичные эффекты того или иного пептида могут развиваться во времени в виде цепных и каскадных процессов. Особенностью структуры нейропептидов является наличие нескольких лигандных групп связывания, предназначенных для разных клеточных рецепторов. Это одно из молекулярных объяснений присущей им полифункциональности. Физиологическая активность нейропептидов во много раз превышает аналогичное действие непептидных соединений. В зависимости от места их высвобождения нейропептиды могут осуществлять медиаторную функцию (передачу сигнала от одной клетки к другой), модулировать реактивность определенных групп нейронов , стимулировать или тормозить выброс гормонов , регулировать тканевый метаболизм или выполнять функцию эффекторных физиологически активных агентов (вазомоторную, Na+-уретическую и другие функции регуляции).

Наши рекомендации