Выброс кальция в миокарде. Захват кальция активным кальциевым насосом - SERCA

Выброс кальция — это высвобождение очень малого количества кальция из СР, которое происходит спонтанно и локально даже в отсутствие открытия каналов L-типа. Гипотетически выброс представляет собой спонтанное открытие одного или нескольких кальцийвысвобождающих каналов. В результате выходит такое небольшое количество кальция, которое не способно активировать соседние каль-цийвысвобождающие каналы, и сокращение не происходит.

Когда открываются кальциевые каналы Т-трубочек, несколько тысяч выбросов кальция могут объединяться и превращаться в субсарколеммную кальциевую волну, которая инициирует сопряжение возбуждение-сокращение. В соответствии с данной моделью прогнозирует, что градационное высвобождение кальция можно объяснить увеличением числа открывающихся каналов и повышением количества высвобождаемого кальция из каждого канала.

Когда СР переполнен кальцием (как это бывает при патологических состояниях: катехоламиновая интоксикация или во время ранней реперфузии), выброс кальция может привести к кальциевым волнам и вызвать серьезные аритмии или разрозненную сократимость.

Захват кальция активным кальциевым насосом - SERCA

СР захватывает Са2+ обратно благодаря активности кальциевого насоса, известного как SERCA, который состоит на 90% из белковых структур. Молекулярная масса SERCA ~ 115 кДа; он располагается в мембране СР таким образом, что его часть проникает в цитозоль. SERCA существует в нескольких изоформах, основной из которых является кардиальная форма — SERCA2a. На каждую молекулу АТФ, подвергающуюся гидролизу этим ферментом, захватываются и сохраняются в СР два иона Са2+.

Источником энергии частично является АТФ, полученная в результате гликолиза в цитозоле. В различных исследованиях на животных и с участием людей были найдены важные связи между SERCA и контрактильной активностью сердца. Например, при СН экспрессия и/или функциональная активность SERCA2a снижаются.

выход кальция в миокарде

Фосфоламбан (названный так Tada М. и Katz A.M.) — приемник фосфата. Активность фосфоламбана зависит от фосфорилирования — процесса, который изменяет молекулярную конфигурацию SERCA, чтобы его активировать. В процессе фосфорилирования задействованы две основные протеинкиназы: одна активируется ПкА в ответ на ГД-адренергическую стимуляцию и циклический аденозинмонофосфат (АМФ), другая — на Са2+ и кальмодулин.

Когда фосфоламбан отвечает на (3-адренергический стимул КМЦ, повышая обратный захват кальция SERCA и увеличивая таким образом степень расслабления, основная активация идет за счет фосфорилирования зоны ПкА. Было доказано, что повышенное содержание кальция в СР приводит к увеличению количество кальция, высвобождаемого рианодиновыми рецепторами в ответ на последующие волны деполяризации, что обеспечивает повышение частоты и силы сокращения.

Такая зависимость была подтверждена на модели трансгенной мыши с полным отсутствием фосфоламбана, гипердинамическим сердцем, в котором частота сокращения и расслабления были на максимальном уровне, при слабых реакциях на дополнительную р-адренергическую стимуляцию с помощью изопро-теренола. И наоборот, в сердце с повышенным уровнем фосфоламбана функция сердца снижена.

Кальций, захваченный в СР с помощью обратного захвата кальция, хранится в СР до следующего высвобождения. В этой части СР рядом с Т-трубочками находится кальцийнакапливающий белок кальсеквестрин. Кальций, который накапливается этим белком, может высвобождаться, когда кальсеквестрин выпускает Са2+ во внутреннюю часть кальцийвысвобождающего канала. В ходе данного процесса Са2+ высвобождаются из наружного отверстия канала в цитозоль.

Кальретикулин, другой кальцийнакапливающий белок, по структуре и по функциям очень похож на кальсеквестрин. Гипотетически кальсеквестрин и 2 других белка (джанктин и триадин), расположенные на мембране СР, могут помогать в регулировании процессов, протекающих в рианодиновом рецепторе.

- Вернуться в оглавление раздела "Патофизиология."

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: