РАЗВИТИЕ Т-СИСТЕМЫ И ИОННЫХ КАНАЛОВ ЕЕ МЕМБРАНЫ У ЭМБРИОНАЛЬНЫХ СКЕЛЕТНЫХ МИОЦИТОВ В КУЛЬТУРЕ
Наследов Г. А., Катина И. Е., Терентьев Д. А., Томилин Н. В.
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН; Институт физиологии им. А.А. Ухтомского СпбГУ; Институт токсикологии МЗ РФ, С.-Петербург
Известно, что система
Т-трубочек, ответственная за электромеханическую связь (ЭМС),
развивается у скелетных миоцитов уже в раннем миогенезе. Нами
изучалось развитие структур этой системы и экспрессия локализованных
на ее мембране ионных каналов, связанных с процессами ЭМС, на
одиночных эмбриональных скелетных миоцитах лягушки в культуре
с 1-го по 10-й день развития, путем ультраструктурной морфометрии
и регистрации ионных токов методом патч-клампа на целой клетке.
Получены следующие данные: 1. Первые 1-2 дня развития под внешней
мембраной наблюдаются везикулы и короткие тубулы, имеющие связь
с внешней средой судя по окраске рутениевым красным (РК). После
3-го дня появляются миофибриллы и поперечные Т-тубулы, а к 6-му
дню - полностью развитый сократительный аппарат с регулярно
встроенными триадами. 2. До 4-го дня культивирования емкостной
метод определения суммарной площади мембран не обнаруживает наличия
Т-тубул, хотя морфометрия мембран, окрашенных РК, демонстрирует
увеличение их площади. Видно, что Т-тубулы частично заполнены
электроноплотным веществом, которое, возможно, являясь электроизолятором,
препятствует прохождению по ним электрического сигнала. На 3-й
день обнаружен выброс электроноплотного вещества из тубул во внешнюю
среду, и оба метода начинают показывать количественно совпадающий
рост площади Т-мембран. Следовательно, функцию передачи сигнала
(ЭМС) Т-система может выполнять начиная с 4-го дня, и этот срок
совпадает с формированием миофибрилл и триад. 3. Амплитуда дигидропиридин(ДГП)-чувствительного
медленного IСа увеличивается параллельно росту площади
Т-мембран. В результате плотность IСа на единицу площади
Т-мембраны уже с 4-го дня остается постоянной (~17 мкА/см2)
до конца периода наблюдений, что говорит о постоянстве плотности
ДГП-каналов, осуществляющих ЭМС, уже с начала их функционирования
в миогенезе. 4. Изучены калиевые токи входящего выпрямления (Iвв),
с которыми связано формирование уровня МП в раннем миогенезе,
когда мала проводимость для Cl-. Величина проводимости
Iвв возрастает с увеличением срока культивирования от 0.2-1 нС
(1-3 сутки) до 10-15 нС (8-10 сутки), а удельная проводимость
изменяется соответственно от 20 до 250 пС/пФ. Поскольку динамика
повышения уровня МП за 10 дней от 22.4±1.2
мВ до 59.7±2.1
мВ коррелирует с увеличением площади Т-системы, есть основание
считать, что К+-каналы входящего выпрямления локализованы
на Т-мембране, и именно ее характеристики определяют повышение
уровня МП в раннем миогенезе.