Электромеханическое сопряжение

При активации гладкомышечной клетки ионы кальция могут входить в через дигидропиридин-чувствительные, потенциал-зависимые кальциевые каналы L- типа, которые располагаются в кавеолах – инвагинациях плазматической мембраны, контактирующих с саркоплазматическим ретикулумом. Кальциевые потенциал-зависимые каналы L- типа также активируются в ответ на растяжение мембраны, и результатом является деполяризация мембраны. Концентрация Са2+ во внеклеточной жидкости приблизительно в 10 000 раз больше, чем в саркоплазме. Поэтому ионы Са2+ довольно быстро входят в клетку через Са2+ каналы. Небольшие размеры гладкомышечной клетки создают благоприятные условия для быстрой диффузии ионов Са2+ к внутриклеточным участкам связывания. В дальнейшем ионы Са2+ инициируют выход Са2+ из депо – саркоплазматического ретикулума и активацию процесса сокращения гладкой мышцы. Для некоторых гладкомышечных клеток, например, составляющих мышечную стенку артериол, вход ионов Са2+ через потенциал-зависимые Са2+-каналы определяет уровень внутриклеточной концентрации ионов Са2+ [40, 48, , 70, 135, 154, 178, 217, 288, 337, 357]. Для других типов гладких мышц этот путь повышения концентрации ионов Са2+ в саркоплазме не существенен. Потенциал действия может также быть вызван активацией быстрых потенцал-зависимых Na+-каналов, например vas deferens мыши [133].

Са2+-вызванное освобождение Са2+ из саркоплазматического ретикулума играет основную роль в электромеханическом сопряжении и в сердечной мышце, где наблюдается большое количество L–типа Са2+ каналов, тесно прилегающих к Са2+ каналам саркоплазматического ретикулума. Ионы Са2+ из саркоплазматического ретикулума выходят через ионные каналы, которые активируются рианодиновыми рецепторами. Впервые рианодиновые рецепторы были обнаружены в скелетной мышце и название свое получили от названия антагониста, алкалоида растительного происхождения, рианодина. Причем, в низких концентрациях рианодин способен активировать Са2+ канал рианодинового рецептора, а в высоких – вызывает его блокаду [22, 118, 158, 184, 357, 361].

В гладкой мышце взаимоотношения между плазматической мембраной и саркоплазматическим ретикулумом не настолько четко организованы, как в скелетной и в сердечной мышце. Однако в гладкой мышце имеются электронно-плотные участки (мостики), размером около 20 нм. В этих участках ко-локализованы дигидропиридиновые рецепторы плазматической мембраны и рианодиновые рецепторы саркоплазматического ретикулума. Были идентифицированы и клонированы три различных типа рианодиновых рецепторов: тип RyR1 обнаружен в скелетных мышцах, тип RyR2 – в мышцах сердца. Считается, что в гладкой мышце присутствует RyR3 изоформа рианодиновых рецепторов [231]. Рецептор к рианодину представляет из себя тетрамерный комплекс, состоящий из мономеров (трансмембранных полипептидов) с молекулярной массой 500 кДа. Рианодиновые рецепторы гладких мышц активируются микромолярной внутриклеточной концентрацией ионов Са2+ и кофеином. Ингибируются рианодиновые рецепторы ионами Mg2+ и рутением красным. При взаимодействии с ионами Са2+ комплекс рианодинового рецептора образует кальций-активируемый Са2+ канал, через который ионы Са2+ выходят из саркоплазматического ретикулума в саркоплазму. Проводимость ионного канала рианодинового рецептора для ионов Са2+ в гладкомышечной клетке сопоставима с проводимостью ионного канала рианодинового рецептора в скелетной и сердечной мышце. Однако, плотность рианодиновых рецепторов в гладкой мышце значительно ниже плотности в других мышечных тканях [118].



Выход ионов Са2+ из саркоплазматического ретикулума в саркоплазму носит локальный характер. Это местное и довольно значительное повышение концентрации ионов Са2+ называется Са2+-спарк. Вход ионов Са2+ через Са2+-каналы плазматической мембраны и Са2+-спарки повышают общую «глобальную» внутриклеточную концентрацию ионов Са2+, что инициирует процесс сокращения гладкой мышцы. Это – электромеханический путь сопряжения процессов возбуждения и сокращения [62, 177, 217, 305, 306, 308, 327, 340].


5658489418174848.html
5658540924740375.html
    PR.RU™