КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА, МЕХАНИЗМЫ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ ОБРАТИМОЙ ВАКУОЛИЗАЦИИ Т-СИСТЕМЫ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН
Кроленко С. А., Адамян С. Я.
Институт цитологии РАН, 194064 Санкт-Петербург
На основании данных конфокальной
сканирующей лазерной микроскопии проведена количественная оценка
формы и размеров вакуолей, возникающих из поперечных трубочек
(Т-системы) в процессе выхода из скелетных мышечных волокон глицерина.
Мембраны вакуолей маркировались флуоресцентным мембранным красителем
RH414 и/или полость вакуолей заполнялась декстран-флуоресцеином.
Использовалась как трехмерная реконструкция вакуолей на основе
серийных оптических срезов (8-25 срезов толщиной 0.5-0.2 мкм),
так и стереометрический анализ одиночных оптических срезов. Оба
подхода дали близкие результаты. Определены количество, размер,
форма, пространственное расположение вакуолей на начальных (5-10
мин.) и поздних (20-40 мин.) этапах вакуолизации. Установлено,
что вакуоли первоначально имеют почти сферическую форму (соотношение
максимального и минимального диаметров 1:1,1), и их средний диаметр
составляет около 0.8 мкм. Затем они приобретают форму эллипса
(соотношение осей 1:1,4) и средний диаметр достигает 1,8-2,3 мкм.
Суммарный объем вакуолей вначале вакуолизации равен 1,5-2% от
общего объема клетки и может достигать через 30-40 мин после начала
отмывки глицерина 10-15%, т.е. возрастает в 10-50 раз по сравнению
с нормой. Сопоставление этих данных с величиной суммарной поверхности
Т-системы нормальных волокон, определенной на основе электронной
микроскопии (Peachey, 1965, Peachey & Schield, 1968) показало,
что на "построение" вакуолей используется от 20 до 90%
Т-трубочек. Морфометрический анализ подтвердил наши наблюдения
о неравномерном распределении вакуолей в объеме мышечной клетки:
с самого начала своего возникновения вакуоли располагаются цепочками
параллельно длинной оси волокна, в поверхностном слое волокна
(5-7 мкм) содержится значительно меньше вакуолей, чем в глубине.
На поздних этапах отмывки глицерина количество вакуолей уменьшается
и они скапливаются у ядер и среди митохондрий. Рассматриваются
возможные механизмы обратимой трансформации Т-трубочек в систему
вакуолей при сохранении их связей с внеклеточным пространством,
в частности роль в этих процессах чисто осмотических факторов,
потоков ионов и воды, цитоскелета мышечного волокна и сетевой
организации Т-трубочек. Работа поддержана грантом РФФИ 98-04-49753.