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.