Эффекторы

Эффекторы (от латинского effector — создатель, творец) — термин, используемый в разных разделах биологии для обозначения структур или веществ, которые выполняют конечное, исполнительное действие в ответ на сигнал.

В физиологии

В физиологии эффекторами называют исполнительные органы, деятельность которых определяется рефлексом. Они обеспечивают ответные реакции организма на раздражение.

К эффекторам относят:

• Мышцы (скелетные, гладкие, сердечная) — обеспечивают движение.
• Железы (экзокринные и эндокринные) — выделяют секреты (пот, слюну, гормоны).
• Другие органы, такие как почки, электрические органы некоторых рыб и т.д.

Как правило, рефлекс является полиэффекторным — в его реализации участвует сразу несколько разнородных эффекторов. Их набор определяется характером рефлекса и его биологическим смыслом. Например, при физической нагрузке одновременно активируются:

• Скелетные мышцы.
• Сердце (увеличивает частоту и силу сокращений).
• Кровеносные сосуды (меняется их тонус).
• Железы внутренней секреции (выделяются гормоны).

Последовательность вовлечения эффекторов и интенсивность их работы координируются нервными центрами, отвечающими за данный рефлекс. В процессе эволюции (филогенеза) и индивидуального развития (онтогенеза) механизмы центральной координации и периферической иннервации эффекторов значительно усложняются.

В биохимии и энзимологии

В биохимии эффекторами называют продукты обмена веществ (метаболиты), которые, связываясь с ферментом, изменяют его активность. Они являются ключевыми компонентами регуляции метаболических путей.

• Активаторы (положительные эффекторы) — повышают активность фермента.
• Ингибиторы (отрицательные эффекторы) — понижают активность фермента.

Часто эффектор является конечным продуктом метаболического пути и, накапливаясь, подавляет активность первого фермента этого пути (ингибирование по принципу обратной связи).

В молекулярной генетике

В генетике эффекторами называют обычно низкомолекулярные вещества, которые, соединяясь с регуляторным белком-репрессором, влияют на его способность связываться с ДНК и тем самым регулируют работу генов (транскрипцию).

Различают два основных типа:

1. Индуктор — эффектор, который, соединяясь с активным репрессором, инактивирует его. Это лишает репрессор способности связываться с оператором (специфическим участком ДНК), что приводит к снятию подавления и началу транскрипции генов оперона.
2. Корепрессор — эффектор, который, соединяясь с неактивной формой репрессора, активирует его. Активный комплекс репрессор-корепрессор связывается с оператором и подавляет транскрипцию оперона.

Эта классическая модель регуляции была сформулирована в ходе изучения лактозного и триптофанового оперонов у бактерии Escherichia coli.

Современный контекст

Понятие «эффектор» в молекулярной биологии значительно расширилось. Теперь оно чаще всего применяется в контексте межклеточных взаимодействий, особенно в иммунологии и микробиологии:

• Эффекторные молекулы патогенов — белки, секретируемые бактериями, грибами или простейшими в клетку хозяина для подавления иммунного ответа и перестройки клеточных процессов в пользу патогена (например, эффекторные белки системы секреции III типа у сальмонелл).
• Эффекторные клетки иммунной системы — дифференцированные лимфоциты (например, цитотоксические T-лимфоциты, плазматические клетки), которые непосредственно выполняют функцию уничтожения патогенов или заражённых клеток, в отличие от «клеток памяти».
• Эффекторные функции антител — способность антитела после связывания с антигеном активировать другие компоненты иммунной системы (систему комплемента, клетки-киллеры).