ФОРМИРОВАНИЕ ИОННЫХ МЕХАНИЗМОВ ВНУТРИКЛЕТОЧНОЙ МОБИЛИЗАЦИИ СА 2+ В ПРОЦЕССЕ ПРОГРЕССИВНОЙ ЭВОЛЮЦИИ СОКРАТИТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ МЫШЦ
Нестеров В. П., Демина И. Н., Франк Д. Б., Нестеров С. В.
Институт эволюционной физиологии и биохимии им.И.М.Сеченова РАН, 194223 Санкт-Петербург; *Отдел фармакологии Университета Альберты, Эдмонтон, Т6В 2Н7 Канада; **Медицинский факультет СПбГУ, 199034 Санкт-Петербург
Приводятся данные, свидетельствующие,
что функциональная специализация мышц в направлении ускорения
одиночного сократительного акта сопровождается преобразованием
ионных механизмов внутриклеточной мобилизации Са2+,
в частности, возрастанием роли потенциал-зависимого трансмембранного
INa в этом процессе. Показано, что прямая (из внеклеточной
среды) Са2+-активация сократительных белков, характерная
для ряда гладкомышечных клеток (ГМК) и обнаруживаемая в небольших
по размерам и медленно сокращающихся миокардиальных сократительных
клетках (МК), заменяется в укрупняющихся и более быстро сокращающихся
ГМК и МК более интенсивной активацией с использованием механизма
IСa-индуцируемого высвобождения Са2+ из
саркоплазматического ретикулума (СР). В МК большинства птиц и
у млекопитающих процесс внутриклеточной мобилизации Сa2+
еще более ускоряется с помощью механизма высвобождения Са2+
из СР, одновременно использующего в качестве первичных индукторов
токи и Сa2+, и Na+ (INa) через
каналы в плазматической мембране (ПМ). В наиболее быстро сокращающихся
скелетных мышечных волокнах (СМВ) позвоночных реализацию наибольшего
ускорения процесса активации сокращения берет на себя механизм
высвобождения Са2+ из СР, в котором функцию быстрого
переноса пускового сигнала выполняют только высокоподвижные ионы
Na+, переносимые через мембрану Т-каналов (ТМ) внутрь
узкого щелевого Т-СР-пространства. Таким образом, ионы Na+,
помимо выполнения базовой функции клеточной осморегуляции и обеспечения
быстрого распространения пускового сигнала по ПМ в виде потенциала
действия, в быстро сокращающихся МК и СМВ позвоночных начинают
выполнять дополнительные тканеспецифические функции, связанные
с необходимостью физиологически обусловленного ускорения внутриклеточной
мобилизации Са2+. Эти функциональные задачи решаются
различными путями: вытеснением дополнительного количества ионов
Са2+ из мест их связывания фосфолипидами (ФЛ) внутренней
поверхности ПМ - поверхностной и ТМ; активацией специализированных
белковых Са2+-транспортирующих мембранных структур.
В МК INa активирует поступление ионов Са2+ из
внеклеточной среды в миоплазму через Na+/Са2+-обменник
(обращенное направление). Эти ионы, суммируясь с потоком ионов
Са2+ через активированные Са2+-каналы (L-типа)
в ПМ, обеспечивают ускорение Са2+-индуцируемого высвобождения
Са2+ из СР. В СМВ ионы Na+, транзиентно
накапливаясь в Т-СР-пространстве и создавая значительный локальный
электрохимический градиент, воздействуют непосредственно на Са2+-каналы
мембраны СР, индуцируя еще более быстрое высвобождение Са2+
из СР и играя в этом процессе, как мы полагаем, роль триггерного
медиатора.