В самых разнообразных клетках регуляторные сигналы, инициированные гормонами и другими лигандами, связывающимися с рецепторами на плазма-тической мембране, передаются в клетку с помощью циклических нуклеотидов. Рецепторы всех типов, участвующие в связывании лиганда, могут предпочти-тельно активировать либо аденилат-циклазу, либо гуанилат-циклазу — ферменты, локализованные во внутреннем слое плазматической мембраны. В результате этой активации, осуществляемой с помощью Са2+-зависимого механизма, происходит синтез, соответственно либо циклического аденозин-3, 5-монофосфата (сАМР), либо циклического гуанозин-3, 5-монофосфата (cGMP) Эти так называемые вторые посредники часто оказывают противоположное действие на многие клеточные процессы. Внутриклеточные концентрации цик¬лических нуклеотидов регулируются также путем их расщепления фосфоди-эстеразами. сАМР и cGMP, по-видимому, оказывают свое действие, связываясь с регуляторными субъединицами протеинкиназных комплексов, в которых ката¬литические субъединицы затем переносят фосфаты на определенные ферменты. Именно активацией нескольких ферментов путем фосфорилирования можно, по-видимому, объяснить способность рецепторов одного типа инициировать в клет¬ке сложный каскад расходящихся активационных процессов (см. следующий раздел).

Опубликованы убедительные данные об участии циклических нуклеотидов в стимулируемой с помощью митогенов активации лимфоцитов [3, 40]; в этих работах рассматривается также история вопроса. Аналоги сАМР, которые могут быть транспортированы в клетку (например, дибутирил-сАМР), ингиби-руют синтез РНК, а у некоторых видов и синтез ДНК. Метилированные про¬изводные ксантина, ингибирующие расщепление сАМР и (3-адренергические агонисты, например изопротеренол, активирующий аденилат-циклазу, также, по-видимому, ингибируют и активацию лимфоцитов. Однако для изучения роли циклических нуклеотидов в активации лимфоцитов необходимо выяс¬нить, к каким изменениям в метаболизме этих нуклеотидов приводит контакт клетки с митогеном, однако данные, имеющиеся по этому вопросу, весьма противоречивы. Так, в частности, концентрация сАМР на ранних стадиях мито-генеза, согласно одним авторам, увеличивается, согласно другим — уменьшает¬ся либо не изменяется, в то же время концентрация cGMP либо увеличивается, либо не изменяется. Расхождения между данными разных авторов могут быть обусловлены различием методов, используемых для определения концентра¬ции циклических нуклеотидов, различиями концентрации митогена, условиями культивирования клеток и временем наблюдения. Более того, результаты могут изменяться при переходе от одной популяции лимфоцитов к другой и меж¬ду одними и теми же клетками на разных стадиях клеточного цикла; в неко¬торых случаях вариации объясняются попыткой интерпретации данных, полу¬ченных на гетерогенных популяциях. Выяснение причин этих противоречий зависит от того, насколько существенны описанные выше различия концентра¬ций циклических нуклеотидов.

Сравнительно недавно полученные результаты свидетельствуют о том, что-стимуляция с помощью митогена может вызывать ранние (в течение первых 30 мин) асинхронные увеличения и уменьшения концентрации как сАМР, так и cGMP. В тимоцитах крысы, обработанных Кон А, повышение концентрации cGMP между 4-й и 8-й минутами так же, как и включение тимидина, наблюда-емого к 48-му часу, зависит от концентрации внеклеточного Са2+ (т. е. от инду-цируемого митогеном проникновения Са2+ в клетки), в то время как повышение концентрации сАМР от Са2+ не зависит. Это, возможно, говорит о том, что увеличение концентрации cGMP более тесно связано с синтезом ДНК. В лим-фоцитах периферической крови человека, обработанных ФГА, повышение содержания GMP также коррелирует с наличием потока Са2+ внутрь, а спо-собность липопротеинов низкой плотности ингибировать синтез ДНК объясня¬ется разобщением кальциевого потока и увеличением синтеза cGMP, приводя¬щего в норме к активации. Имеются также данные о наличии обратного влияния циклических нуклеотидов на Са2+. Согласно этим данным, дибутирил-сАМР в концентрации 10 мкМ уменьшает поток Са2+ внутрь клетки, в то время как 8Br-cGMP его увеличивает [38]. По-видимому, этим и можно объяснить влияние циклических нуклеотидов на активность Саа+-зависимой фосфолипазы А2.

В клетках селезенки мыши, обработанных Кон А, в тех случаях, когда позднее увеличение концентрации сАМР (начинающееся к 10-му часу и дости-гающее максимума на 30-м часу) ингибируется индометацином или если последующее снижение содержания сАМР предотвращается экзогенными ана-логами сАМР или ингибитором фосфодиэстеразы, синтез ДНК между 48 и 60 ч не наступает, в то время как начавшийся уже синтез РНК идет беспрепятственно. Эти клетки находятся в конце фазы Glf и если индометацин удалить, то синтез ДНК начинается и без контакта с митогеном [41] (рис. 12.8). Было бы очень интересно выяснить, происходят ли эти поздние изменения концентраций циклических нуклеотидов в ядре или нет. Хотя мы не знаем, что регулирует поток Са2+ в ядро, однако известно, что ядерная аденилат-циклаза стимулирует¬ся как ионами Са2+, так и некоторыми простагландинами. Ядерный сАМР затем, по-видимому, участвует в фосфорилировании кислых негистоновых белков и гистонов, обусловливая транскрипцию.

В целом представляется вероятным, что изменения концентраций цикли¬ческих нуклеотидов могут наблюдаться более чем на одном этапе активацион-ной программы (в различных клетках? в различных компартментах одной и той же клетки?). При этом возрастание концентрации сАМР может иметь разное значение на различных стадиях, а временное понижение содержания сАМР может быть так же существенно, как и повышение. Наличие изменений кон¬центраций циклических нуклеотидов при активации лимфоцитов не вызывает сомнений, однако в настоящий момент значение этих изменений неясно.