Распространение силы сокращения сердца. Белки миокарда и кардиомиопатии

Нагрузка объемом и давлением может по-разному влиять на приращение миокарда, что ведет к различным путям распространения силы. Повышение диастолических сил распространяется в продольном направлении через титин и сенсорную область MLP, а повышение систолических сил может распространятся в поперечном направлении (т.е. под прямым углом) через Z-диск и актин цитоплазмы и достигать таких белков сочленений клеточного матрикса, как фокальные адгезивные комплексы.
Каким образом эти механические силы переходят в сигналы, активирующие пути увеличения, например митогенактивированной протеинкиназы (МАР-киназы) еще предстоит выяснить.

Современные представления о том, как происходит распространение механических сил от саркомера и далее, различаются в зависимости от момента распространения (т.е. во время систолы или диастолы), но могут объяснить, почему повышенная конечная систолическая нагрузка ведет к активации более широких КМЦ, а повышенная конечная диастолическая нагрузка — более длинных КМЦ.

Во время систолы саркомер укорачивается за счет сгибания миозиновой головки и движения актиновых филаментов по направлению к М-линии. Повышение горизонтальных сил направлено на Z-линию, которая в свою очередь передает напряжение в поперечном направлении к сарколемме с помощью тонких и средних филаментов, цитоплазматического актина и десмина. Дальнейшее распространение идет на инте-грины костамеров и связано с белками цитоскелета, которые передают напряжение области Z-линии саркомеров на внеклеточный матрикс, где и активируется внутриклеточная программа гипертрофии.

Во время диастолы по мере растяжения саркомера эластичный элемент титина расширяется и передает силу с помощью MLP, который выполняет роль механического сенсора. Когда процесс затягивается, как при постоянной нагрузке объемом, вызванные MLP стимулы могут привести к удлинению КМЦ, как при дилатационной СН. Дальнейший путь сигнальной системы не совсем ясен.

сокращение сердца

Нагрузка давлением и объемом может индуцировать совершенно разные сигнальные пути; нагрузка давлением быстро активирует Akt (протеинкиназа В) и киназы нисходящей регуляции, в то время как нагрузка объемом ведет к замедлению активации Akt, которая не вовлечена в эти сигнальные пути. Такое достаточно явное разделение молекулярных механизмов нарушается, когда MLP локализуется вместе с кальциневрином и нуклеарным фактором активации Т-клеток.

Они оба связаны с увеличением КМЦ в большей степени в поперечном направлении, чем в продольном. Таким образом, MLP может участвовать в реакции КМЦ на нагрузку как объемом, так и давлением.

Белки миокарда и кардиомиопатии

Считают, что генетически детерминированные ГКМП и ДКМП не только ведут к изменению внешнего вида сердца и его работы, но имеют различные причины на молекулярном уровне. ГКМП обычно связана с мутантными генами, которые ведут к нарушению систем, отвечающих за генерацию силы, например (3-ТЦМ. Реже встречаются дефекты в генах, кодирующих ТрТ, изоформы легкой цепи миозина, изоформы Tp1 и ТрС, миозинсвязывающего С-белка и альфатропомиозина.

В настоящее время существует гипотеза, что эти мутации повышают сократимость и/или энергетические потребности сердца, но еще не известно, каким образом подобные дефекты ведут к ГКМП. ДКМП может быть связана с мутациями белков цитоскелета, не участвующих в генерации силы, таких как дистрофии, нуклеарный ламин, цитоплазматический актин и титин, а также с дефектами ферментов, контролирующих целостность матрикса. Различия между двумя типами КМП все еще представляют интерес, но их понимание слишком упрощают, объясняя несколькими совместными механизмами развития.

- Читать далее "Ионы кальция при сокращении миокарда. Рианодиновые рецепторы"

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: