Комплекс актина и тропонина миокарда. Молекулярный механизм сокращения миокарда

Несмотря на то что ионы кальция, соединяясь с ТрС, дают сигнал к запуску цикла поперечных мостиков, есть доказательства, что начинается не только сигнальный процесс включение-выключение. Поступление кальция инициирует ряд взаимодействий между компонентами тропонина (Тр) тонких филаментов, что позволяет молекуле тропомиозина перемещаться, обеспечивая формы сильной связи и способствуя сокращению.

Чтобы понять роль кальция, сначала нужно кратко описать молекулярную структуру комплекса актина и тропонина. Тонкие филаменты состоят из двух актиновых частей, сплетенных в спираль; обе части находятся на более тяжелой молекуле тропомиозина, которая играет роль стержня. С равными интервалами (38,5 нм)кэтим закручивающимся структурам прикреплены три регу-ляторных белка, называемых тропониновым комплексом.
Один из этих белков, ТрС, активируется ионами кальция, в большом количестве высвобождающимися из СР, и начинается цикл поперечных мостиков.

Если концентрация кальция в цитозоле низкая, молекула тропомиозина закручена так, что головки миозина не могут взаимодействовать с актином. Таким образом, большинство поперечных мостиков находятся в состоянии торможения, хотя некоторые все еще находятся в форме слабой связи. Как только ионы кальция начинают лавинообразно поступать в начале контрактильного цикла и взаимодействовать с ТрС, активизированный ТрС плотно связывается с тормозящей молекулой TpI.

сокращение миокарда

Она перемещается на новое место на тонком филаменте, ослабляя таким образом взаимодействие между тропонином Т (ТрТ) и тропомиозином. В результате тропомиозин перемещается по тонкому филаменту, и устраняется торможение, оказываемое тропомиозином на взаимодействие актина и миозина. Так слабые связи или заблокированные поперечные мостики переходят в форму сильных связей, и цикл поперечных мостиков начинается. Сильные связи при формировании активируют близлежащие мостики, и процесс активации распространяется. Эти связи обеспечивают дальнейшее продвижение тропомиозина, что вызывает более сильное взаимодействие поперечных мостиков.

Каждая миозиновая головка является терминальной частью тяжелой цепи. Центральные части обеих цепей переплетаются, и каждая заканчивается коротким перешейком, на котором располагается удлиненная миозиновая головка. В соответствии с моделью Rayment, именно основание головки, которое также иногда называют перешейком, меняет конфигурацию в ходе цикла сокращения.

Центральные части всех остальных головок формируют толстый филамент миозина. Каждая доля двухдолевой головки имеет АТФ-связывающий карман (так называемый нуклеотидный карман) и узкую щель, которая идет от основания этого кармана к актинсвязывающей части. АТФ и продукты распада (АДФ и Pi) связываются с нуклеотидным карманом вблизи от миозиновой активной АТФазы, которая расщепляет АТФ. В настоящее время имеются противоречивые данные о роли узкой актинсвязывающей щели, которая расщепляет центральный сегмент (50 кДа) миозиновой головки, в цикле сокращения.

В соответствии с моделью Rayment, на эту щель оказывает влияние присоединение АТФ или продуктов его распада к нуклеотидному карману, что ведет к изменениям конфигурации, которые необходимы для продвижения головки. По мнению Dominguez и соавт., при слабых формах связи до начала сокращения щель закрыта, но при высвобождении Pi щель открывается, а миозиновая головка формирует сильную связь с актином, что вызывает активизацию процесса.

- Читать далее "Молекулярный механизм сокращения мышцы сердца. Двухголовая структура миозина"

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: