4.2.2 Строение б-адренорецепторов

За последние годы получено много данных о первичных процессах взаимодействия медиатора симпатической нервной системы с адренорецепторами и о природе и структуре активных центров адреноредепторов. Однако исследования в этом направлении затруднены отсутствием в арсенале экспериментаторов препаратов хорошо очищенных б1- и б2-адренорецепторов [10]. Были использованы различные подходы и методические приемы. Так, при «химико-фармакологическом» подходе путем сопоставления химической структуры лигандов с их фармакологической активностью удалось показать, что молекулы катехоламинов имеют несколько существенных функциональных групп: пирокатехиновое ядро с мета-гидроксилом, аминогруппу (протежированную при физиологических значениях рН) и спиртовой гидроксил. Следовательно, на адренорецепторе, исходя из принципа комплементарности активного центра рецептора к молекуле адреномиметика, имеются вступающие во взаимодействие с вышеуказанными группами области: арилофильная, нуклеофильная; участки связывания гидроксильной группы и гидроксильных групп пирокатехинового ядра. Обобщая многочисленные литературные и собственные данные, полученные при изучении механизма действия в-галоидалкиламинов, в частности дибенамина, И. В. Комиссаров и И. И. Абрамец (1977) так представляют структуру активного центра б-адренорецептора: б-адренорецептор -- это белок, полипептидные цепи которого включают аминокислоты 1-аргинин и цистеин. Две такие полипептидные субъединицы объединяются в димерную структуру центральным ионом двухвалентного железа с участием SH-групн цистеина (рис. 6).

Катехоламины своей протежированной аминогруппой электростатически взаимодействуют с карбоксилом аргинина, а за счет фенольного и спиртового гидроксилов образуют хелатный комплекс с центральным ионом железа. Активные центры б2-адренорецепторов отличаются от таковых б1-адренорецепторов: они лишены тиоловых участков, роль центрального иона может выполнить не только Fе2+, но и Mn2+. Однако точные сведения о молекулярной структуре комплекса катехоламипы--б-адренорецептор можно получить, выделив рецепторы в чистом виде.

Такая попытка была сделана R.M.Graham и соавт. (1982). Авторы для очистки предварительно солюбилизированного дигитонином б-адренорецептора мембран печени крыс с помощью аффинной хроматографии использовали 2-[4(-сукдионил) пиперазин-1-ил]-4-аминодиметоксиназолил, иммобилизованный через амидную связь на агарозе [8]. Очищенный рецептор связывал 3Н-празозин и другие адренергические вещества с такими же стереоспецифичностью и сродством, как и мембранно-связанные рецепторы. С помощью методов гель-фильтрации и центрифугирования в градиенте плотности сахарозы было выявлено, что рецептор-дигитониновый комплекс имеет радиус Стокса 4,9нм, коэффициент седиментации 7,1S и молекулярную массу 147000. При электрофорезе данного комплекса в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия получена одна белковая полоса с молекулярной массой 59000. Можно полагать, что белок с молекулярной массой 59000 представляет собой субъединицу б-адрепореценторов мембран гепатоцитов крыс, которая связывает катехоламипы, и что существование различных типов б-адренорецепторов обусловлено ассоциацией этих субъединиц.

4.2.3 Функционирование б-адренорецепторов

Согласно общепринятым представлениям, при связывании адреномиметика с б-адренорецептором происходит конформационная перестройка последнего [10]. В результате наступает изменение транспорта ионов через плазматическую мембрану клетки, повышение содержания ионизированного кальция в цитоплазме -- «мобилизация» кальция и укорочение миофиламентов.

Известно, что содержание ионов кальция во внутриклеточной среде чрезвычайно низко вследствие наличия мощных связывающих систем, обладающих значительной предпочтительностью к двухвалентным катионам по сравнению с одновалентными. Полагают, что в зависимости от органа и вида животных повышение содержания кальция в цитоплазме под действием адреномиметика осуществляется путем различных сочетаний четырех механизмов: открытия потенциалзависимых кальциевых каналов после деполяризации клеточной мембраны; открытия кальциевых каналов, связанных с адренорецепторами; высвобождения кальция, связанного с поверхностью клеточной мембраны, и высвобождения внутриклеточно резервированного кальция. Этим разнообразием механизмов можно объяснить неодинаковое влияние блокаторов кальциевых каналов на эффекты б-адреномиметиков в опытах на различных сосудах, поскольку одна группа постсинаптических б-адренорецепторов, вероятно, преимущественно регулирует поступление внеклеточного кальция, а другая -- процесс мобилизации внутриклеточного кальция.

Повышение содержания ионизированного кальция в цитоплазме, независимо от того, каким оно обусловлено механизмом, является главным (основным) внутриклеточным сигналом, вызванным агонистами при действии на б-адренорецепторы. Появлению этого сигнала может предшествовать повышение обмена мембранного фосфатидилинозитола (активированная фосфолипаза С расщепляет фосфатидилинозитол -- кислый фосфолипид, выстилающий главным образом внутреннюю поверхность бислоя плазматической мембраны), на 1,2-диацетилглицерол, а затем повышение концентрации внутриклеточного циклического гуанозинмонофосфата. По всей вероятности, кальций стимулирует высвобождение арахидоновой или другой ненасыщенной жирной кислоты, что приводит к активации гуанилатциклазы и образованию цГМФ.

Итак, по мнению большинства ученых, основные этапы на пути между «распознаванием» адреномиметика и реакцией клетки-мишени - это конформационное изменение б1-адренорецентора, изменение проницаемости протоплазматической мембраны и повышение содержания ионизированного кальция в цитоплазме. Согласно многочисленным экспериментальным данным сужение сосудов, вызванное возбуждением постсинаптических б2-адренорецепторов, также опосредуется притоком внеклеточных ионов кальция.