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.