Функции титина миокарда. Механизм Frank-Starling'а

Титин обладает множеством функций. Во-первых, он опосредованно прикрепляет молекулу миозина к Z-линии, стабилизируя таким образом контрактильные белки. Во-вторых, в то время как он растягивается и расслабляется, его эластичность обеспечивает взаимосвязь нагрузки и растяжения сердечных и скелетных мышц. При короткой длине саркомера эластичная часть собирается в складки, и формируются восстанавливающие силы.

Подобные изменения в молекуле титина помогают понять структуру эластичного элемента: эластичность существует между контрактильными элементами и в конце мышц. В-третьих, увеличение натяжения титина во время диастолы при увеличении длины саркомера сердечной мышцы ведет к тому, что складчатая часть молекулы титина распрямляется. Такая растянутая молекулярная «пружина» более энергично сокращается во время систолы. В основе механизма Frank-Starling лежит усиленное систолическое сокращение.

В-четвертых, титин может преобразовывать механическое растяжение в сигналы увеличения. При постоянном растяжении во время диастолы, как при нагрузке объемом, эластичный сегмент титина находится под постоянным напряжением и передает этот механический сигнал мышечному ЫМ-белку (MLP), который прикреплен к терминальной части титина, формируя часть комплекса Z-диска. Считается, что MLP является сенсором растяжения, который передает сигналы, формирующие характеристику модели увеличения КМЦ при нагрузке объемом. Эта сигнальная система у человека нарушается при дилатационной кардиомиопатии (ДКМП).

титин миокарда

Процессы, происходящие во время цикла поперечных мостиков на молекулярном уровне, чрезвычайно сложные, но в основе лежит одна простая гипотеза: поперечные мостики существуют в форме сильных и слабых связей. Поступление ионов кальция к контрактильным белкам является ключевым моментом в цепи событий, известных как сопряжение возбуждение-сокращение. Последующее взаимодействие кальция с ТрС и освобождение ТрI обеспечивают форму сильной связи. По мере увеличения количества ионов кальция начинает доминировать форма сильной связи.

Однако, если бы постоянно существовала только форма сильной связи, контрактильные белки не смогли бы расслабляться. Было высказано предположение, что прикрепление АТФ к головке миозина переводит поперечные мостики в форму слабой связи даже в присутствии высокой концентрации кальция. И наоборот, когда АТФ расщепляется на аденозиндифосфат (АДФ) и неорганический фосфат (Pi) , начинают доминировать формы сильной связи. Таким образом, АТФ-зависимые изменения в молекулярной конфигурации головки миозина ведут к соответствующим вариациям физических свойств (как при метаболической регуляции).

Активация длиной также ведет к форме сильных связей. И наоборот, формы слабой связи превалируют при снижении концентрации кальция в цитозоле в начале диастолы. Во время отщепления ионов кальция от ТрС процесс выключается, и тропомиозин опять входит в фазу торможения.

- Читать далее "Комплекс актина и тропонина миокарда. Молекулярный механизм сокращения миокарда"

Оглавление темы "Механизмы сокращения миокарда":
1. Сокращение сердца. Структура кардиомиоцитов
2. Цитоплазма кардиомиоцитов. Микроархитектура клеток сердца
3. Функции титина миокарда. Механизм Frank-Starling'а
4. Комплекс актина и тропонина миокарда. Молекулярный механизм сокращения миокарда
5. Молекулярный механизм сокращения мышцы сердца. Двухголовая структура миозина
6. Влияние длины мышечного волокна на силу сокращения. Цикл поперечных мостиков сердца
7. Распространение силы сокращения сердца. Белки миокарда и кардиомиопатии
8. Ионы кальция при сокращении миокарда. Рианодиновые рецепторы
9. Влияние ЧСС на высвобождение кальция в миокарде. Прекращение высвобождения кальция в кардиомиоците
10. Выброс кальция в миокарде. Захват кальция активным кальциевым насосом - SERCA

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: