. Существует большое число подтипов м-ХР, связанных с различными физиологическими эффектами. В частности, рецепторы м2-ХР, локализованные преимущественно в ЦНС и сердце, продуцируют в качестве вторичных мессенджеров цГМФ и подавляют аденилатциклазу. Рецепторы подтипа МрХР, расположенные, в частности, в желудке и симпатических ганглиях, индуцируют образование инозитолфосфатов и диацилглицерола, которые, в свою очередь, ведут к повышению в цитозоле концентрации Са2+ и активации протеинкиназы С. Вторичное модулирующее воздействие они оказывают на кальциевые каналы. Различия рецепторов My и м2 выражается также в высоком и низком, соответственно, сродстве к ацетилхолину. Последовательность многообразных молекулярных событий, ведущих к ответу клетки на действие лигандов для м-ХР, показана на схеме 8.1.

278

Схема 8. L Процессы, возникающие после действия агониста на мускариновый холинорецептор (по В.Б.Долго^Сабурову и др.)

А ГОН ЙСТ ~| м-ХОЛИНОРЕЦЕПТоТ^

6{ белки Gs-белки

1

торможение/

активация

АДЕНИЛАТЦИКЛАЗА

сАМР-эависимые протеинкиназы

фосфорилирование регуляторных белков

ГУАНИЛАТЦИКЛАЗА

-I-

сОМР

с GMP-зависимые протеинкиназы

фосфорилирование регуляторных белков

! аз(йо«лки

активация |фосфатидилино»ито|>фо<*фцдиастара*а {<ЮСФ0ЛИПАЗА С||

1

диацилглицарик

протеинкиназы С

фосфорилирование регуляторных белков

активация фосфолипазы А 2

иноэитолтрифосфе!

трифосфет ^

илимция Са2*

i *

акт*

I К4-и

активация каналов

Са1* * -квльмод у лннзавиоимые лротеиикинвэы

фосфорилирование регуляторных белков

Мускариновые рецепторы АХ связаны <с психоэмоциональным восприятием, секрецией слюнных и желудочных желез, функцией сердечно-сосудистой системы и др. Антагонисты м-ХР применяются в клинике в качестве язвазаживляющих (например пиранзепин), спазмолитических препаратов, а также используются для симптоматического лечения паркинсонизма. В качестве успокаивающих средств, транквилизаторов находят

Таблица 8.4.

Специфические агонисты и антагонисты ГАМК-рецепторов

Типы лигандов Типы ГАМК-рецепторов ГАМКА ГАМКВ

Агонисты Гамма-аминомасляная кислота, мусцимол ,Гкмма-аминомасляная кислота, баклофен

Антагонисты Бикукулин, пикротоксин Дельта-амнно валериановая кислота

279

применение в терапии амизил и метамизыл — центральные блсекаторы м-ХР. Наконец, мощное влияние на активность холи-нергической передачи оказывают агенты, ингибирующие холи-нестеразу и повышающие тем самым концентрацию АХ в синаптической щели. Таков механизм действия эзерина и его аналогов, применяемых для снижения внутриглазного давления.

ГАМК-рецепторы. Успехи в идентификации различных типов ГАМК-рецепторов, их биологических и фармакологических характеристик тесно связаны с созданием специфических аго-нистов и антагонистов (табл.8.4). По локализации ГАМК-рецепторы подразделяются на центральные и периферические, пре-и постсинаптические. Различают два типа рецепторов ГАМК: бикукулин-чувствительные и баклофен-чувствительные (ГАМКд и ГАМКв-рецепторы). Наиболее изученным является первый тип рецепторов, который чувствителен также к антагонисту пикротоксинину. Обнаружено, что этот тип рецепторов является быстродействующим и сопряжен с ионными каналами для СР. Другой тип ГАМК-рецепторов относится к медленнодействующим рецепторам, и полагают, что он через G-белок ассоциирован с каналами для ионов К+ и Са2+.

Исследования физико-химических свойств очищенного ГАМКд-белка показали, что Мг его находится в пределах 220-270 кди что он представляет собой пентамер гликопротеидли-пидной природы, образующий каналы для ионов хлора.

Особенностью ГАМКА-рецепторов является то, что они содержат специфические участки связывания не только самой ГАМК, но и других физиологически активных соединений. Наиболее интересными и изученными среди них являются лекарственные соединения, объединенные под названием бензо-диазепины а также эндогенные регуляторы пептидной природы — эндозепины (см. гл.9).

Среди лекарственных веществ бензодиазепины занимают особое место в связи с их широким лечебным спектром действия: противосудорожного, снотворного, нейротропного, анти-ксиолитического и др.

Важной особенностью функционирования ГАМК-ергической трансмиссии является система удаления выполнившего свою функцию или избыточного лиганда из синаптической щели. В отличие от многих других синаптических систем (например от холинергических синапсов, в которых ацетилхолин расщепляется ацетилхолинэстеразой) ГАМК преимущественно претерпевает обратный захват и возвращается в нервные окончания с помощью белков-транспортеров. Они расположены на преси-

280

наптической мембране и несколько похожи по особенностям структуры на метаботропные рецепторы: пептидная цепь, многократно пересекающая мембрану (до 12 раз в отличие от 7 раз для метаботропных рецепторов) с образованием системы петель над и под мембраной. Белок-транспортер .узнает, захватывает и за счет энергии протонного насоса '.переносит ГАМК внутрь терминали.

Места специфического связывания бензодиазепинов находятся на молекулах белка, входящего в структуру рецептора ГАМК. Активация ГАМКА-рецепторов приводит к открытию ионного канала для хлора, а бензодиазепины .при этом удлиняют продолжительность существования открытых ионных каналов, не влияя на их число и скорость транспорта хлора.

Установлено, что участок связывания бензодиазепинов взаимодействует также с эндогенными пептидными регуляторами

— эндозепинами (см.также гл.10). Последние обладают физиологическими эффектами, противоположными бензодиазепинам,

— вызывают возбуждение, тревожность и проконфликтное поведение животных. Они подавляют открытие канала для CP, индуцируемое ГАМК, т.е. являются ее эндогенными функциональными антагонистами. Таким образом, бензодиазепины оказались блокаторами участка связывания эццозепинов, т.е., так сказать, экзогенными антагонистами эндогенных антагонистов ГАМК. Понятно поэтому, что эндозепины обозначают иногда аббревиатурой DBI (diazepam binding ingibitors — ингибиторы связывания диазепама).

Имеются указания на существование в ЦНС еще одной категории эндогенных антагонистов ГАМК — производных р-кар-болинов. Они также вызывают тревожность, панические состояния у животных и человека (см. гл.12).

Что касается второго типа ГАМК-рецепторов — ГАМКВ, то кроме отмеченных выше особенностей агонистов и антагонистов они характеризуются преимущественно пресинаптической локализацией и сопряженностью с калиевыми, а не с хлор-каналами; локализованы они главным образом в периферической нервной системе.

Глициновые рецепторы. Радиолигандные исследования позволили локализовать и изучить особенности распределения в центральной нервной системе участков связывания, которые метятся 3Н-стрихнином. Эти участки, имеющие Кд = 10~8 М, являются рецепторами глицина. Наибольшая плотность глициновых рецепторов обнаружена в области ядер подъязычного и тройничного нервов, локализованных в продолговатом мозге.

281

Участки связывания стрихнина найдены также в ретикулярных ядрах продолговатого мозга, моста и среднего мозга. Серое вещество спинного мозга также отличается высокой плотностью глициновых рецепторов как в передних, так и в задних рогах.

Глициновый рецептор спинного мозга млекопитающих был очищен с помощью аффинной хроматографии на аминострих-нин-агарозе. Обнаружено, что он представляет собой гликопро-теид-липидный комплекс с Мг = 250 кД, состоящий из 3 полипептидов: 48, 58, 93 кД. Стрихнин и глицин-связывающий сайт расположены на пептиде с Мг - 48 кД, который обладает способностью взаимодействовать с экзогенными лектинами (см. рис.8.7). Встроенный в липосомы белок активирует транспорт ионов ОТ, который блокируется в присутствии стрихнина.

Иммунохимический анализ пептидных компонентов глицинового рецептора с помощью моноклональных антител позволил обнаружить существование общих антигенных детерминант этих рецепторных белков, выделенных из разных объектов: головного и спинного мозга мышей, крыс, свиньи и человека. Более того, интересными являются данные о том, что некоторые участки глицинового и ГАМК-рецепторов иммунологиче-ски идентичны. Этот факт хорошо подтвержден генно-инженерными исследованиями.

До недавнего времени предположение о существовании гомологии между нейрорецепторами I класса, т.е. быстродействующих инотропных рецепторов, выдвигалось лишь в качестве гипотезы. В последние годы одновременно в нескольких лабораториях было показано, что гены рецепторов ГАМК и глицина имеют гомологичные последовательности. Так, оказалось, что имеется примерно 50%-ная гомология между аминокислотными последовательностями а-субъединичной структуры глицинового рецептора с Мг = 48 кД и а- и р-субъединицами ГАМКА-рецептора. Обнаружена 25%-ная гомология между нук-леотидными последовательностями всех трех субъединиц н-ХР.

На рис.8.9 представлены консервативные участки известных нейрорецепторов, выявленных при анализе нуклеотидных последовательностей. Характерными особенностями являются высокая степень в гомологии аминокислотной последовательности и расположении трансмембранных участков М1-М4. Обязательное присутствие двух цистеинов в районе 140-150 аминокислоты на расстоянии 14 нуклеотидов друг от друга — отличительная черта нейрорецепторов 1-го класса. Возможно, что все эти нейрорецепторы принадлежат одному семейству белков, кодируемых родственными генами.

282

Tun WO 200 300 kOO SOO 600

рецептора 1 ¦ ¦ i * i

Цис-Цис Ml M2 ю m

ГАМК d

ГАМК P

Цис-Цис Ml M2 M3 MA M4

P

Рис. 8.9. Схематическое изображение аминокислотных последовательностей рецепторов глицина, ГАМКА (а- и $-субъединиц), субъединиц н-АХР: цифры сверху — консервативные участки и их расположение относительно последовательности аминокислот

Глутаматные рецепторы. Наличие глутаматсвязывающей активности, независимой от присутствия в среде ионов Na, обнаружено практически во всех структурах головного мозга. Наибольшее количество этих участков — в коре больших полушарий, гиппокампе, полосатом теле,