Ионы кальция при сокращении миокарда. Рианодиновые рецепторы

Кальций играет важную роль в регуляции фаз сокращения и расслабления сердечного цикла. В настоящее время хорошо изучены токи ионов кальция, которые связывают сокращение и волну возбуждения (сопряжение возбуждение-сокращение). Общепризнанная гипотеза основана на значимости роли кальций-индуцированного высвобождения кальция из СР. Относительно небольшое количество ионов кальция, триггерные ионы кальция, действительно проникают и покидают КМЦ во время каждого сердечного цикла, но одновременно значительно большее количество кальция высвобождается и обратно захватывается СР.

Предполагают, что каждая волна деполяризации, распространяющаяся вниз по Т-трубочкам, открывает кальциевые каналы L-типа вблизи той части СР, которая находится рядом с Т-трубочками, чтобы активировать кальциевые каналы (все вместе называют рианодиновыми рецепторами). Таким образом, деполяризация высвобождает относительно большое количество ионов кальция в цитозоле в ответ на значительно меньшее количество ионов кальция, попадающее в КМЦ. Данный процесс в значительной степени (приблизительно в 10 раз) повышает концентрацию ионов кальция в цитозоле, что ведет к увеличению взаимодействия ионов кальция с ТрС, инициирующего сокращение.

Данная теория нашла подтверждение в нескольких исследованиях, которые выявили: (1) близкое расположение рианодиновых рецепторов на СР и кальциевых каналов L-типа на Т-трубочках; (2) молекулярную характеристику кальцийвысвобождающих рианодиновых рецепторов на СР; (3) контролирование этих рецепторов не только с помощью ионов кальция, но и Р-адренергически опосредованным фосфорилированием и связующими протеинами FKBP (FKBP-506); (4) электрофизиологические свидетельства, которые тесно связывают длительность потенциала действия (ПД) с объемом высвобождения ионов кальция.

миокард

Рианодиновые рецепторы

Каждый кальциевый канал L-типа сарколеммы контролирует группу из 6-20 высвобождающих каналов СР благодаря близкому анатомическому расположению кальциевых каналов на Т-трубочках к кальцийвысвобождающим каналам на СР. Кальцийвысвобождающие каналы являются частью комплексной структуры, называемой рианодиновым рецептором (RyR). Он назван так потому, что также связывает мощный инсектицид рианодин (RyR2, сокращение обозначает кардиальную изоформу).

У рианодиновых рецепторов двойная функция: (1) они связаны с кальцийвысвобождающими каналами на СР; (2) являются белковым костяком, на котором располагаются многочисленные главные регуляторные белки связующих комплексов. К этим белкам относятся стабилизирующие белки FKBP-12.6, которые в ответ на фосфорилирование регулируют открытие ближайших рианодиновых кальциевых каналов методом сопряженных ворот. Фосфатазы действуют противоположным образом. Анатомическая основа функции заключается в том, что часть рианодинового рецептора идет от мембраны СР по направлению к Т-трубочкам, образуя связующий комплекс по высвобождению кальция, который заполняет пространство между СР и Т-трубочками.

Здесь рианодиновые рецепторы собраны в большие организованные группы по 50-300 рецепторов на одно соединение. Рианодиновый рецептор очень большой, и четыре таких рецептора, соединяясь, составляют мегакомплекс, который содержит один кальцийвысвобождающий канал. Кроме того, все белки, прилежащие к комплексу связующими областями, помогают создать мегакомплекс с молекулярной массой приблизительно такой же, как у титина. После того как волна деполяризации достигает Т-трубочки и открывает энергозависимые кальциевые каналы L-типа, триггерные Са2+ проникают в КМЦ и достигают соединительной области СР с ее рианодиновыми рецепторами.

В результате изменяется молекулярная конфигурация рианодинового рецептора, который открывает кальцийвысвобождающий канал СР, чтобы впустить Са2+ в пространство сарколеммы между основанием и Т-трубочкой, а оттуда в цитозоль.

- Читать далее "Влияние ЧСС на высвобождение кальция в миокарде. Прекращение высвобождения кальция в кардиомиоците"

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: