Типы кальциевых каналов мышц клеток. Ионный обмен и насосы

Существуют два основных подвида сарколеммных кальциевых каналов, которые относятся к сердечно-сосудистой системе: L-типа и Т-типа. Каналы Т-типа (кратковременные) открываются не надолго при более отрицательном заряде и не взаимодействуют со стандартными антагонистами кальция. Каналы Т-типа предположительно открываются в раннюю фазу открытия кальциевых каналов, что может быть связано с их особой ролью в ранней электрической деполяризации синусового узла (СУ) и в возникновении сердечного сокращения.
Хотя каналы Т-типа располагаются в клетках предсердия, их наличие в здоровых клетках желудочков спорно. В Т-трубочках каналы Т-типа отсутствуют.

Сарколеммные каналы L-типа — это стандартные кальциевые каналы, которые находятся в миокарде и Т-трубочках. Каналы L-типа отвечают за кальцийзависимое высвобождение кальция и блокируются такими антагонистами кальция, как верапамил, дилтиазем и дигидропиридины. Во время бета-адренергической стимуляции в клетке повышается уровень циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), и фосфатные группы с АТФ переносятся на альфа-субъединицу.

Таким образом, электрические заряды около внутреннего отверстия близлежащих пор изменяются, что ведет к изменению молекулярной конфигурации пор, и возможность открытия кальциевых каналов L-типа повышается. Каналы L-типа также являются частью клеточного кардиального защитного пути с участием инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1), фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K) и Akt и приводят к физиологической гипертрофии и защите от повреждения в результате ишемии/реперфузии.

типы кальциевых каналов

Ионный обмен и насосы

Чтобы уравновесить небольшое количество ионов Са2+, которые входят в клетки сердца с каждой деполяризацией, такое же количество должно покинуть клетку с помощью одного из двух механизмов. Во-первых, Са2+ можно обменять на Na+ с помощью Na+/Са2+-обмена; во-вторых, АТФ-зависимый кальциевый насос сарколеммы может перенести кальций во внеклеточное пространство против градиента концентрации.

Натрий-кальциевый обмен. Во время расслабления кальциевый насос обратного захвата в саркоплазме конкурирует с Na+/Са2+-обменом на предмет удаления кальция из цитозоля, при этом в норме насос СР доминирует. Возвращение к балансу кальция достигается благодаря активности ряда транссарколеммных обменов, основным из которых является Na+/Са2+-обмен. Направление обмена ионами зависит от мембранного потенциала и от концентрации Na+ и Са2+ по обе стороны сарколеммы.

Благодаря тому что ионный обмен натрия и кальция может осуществляться в одну и другую стороны в зависимости от мембранного потенциала, существует особый мембранный потенциал, называемый реверсионным или равновесным потенциалом, при котором ионы распределены таким образом, что они могут двигаться свободно в обоих направлениях. Реверсионный потенциал должен находиться между значением мембранного потенциала покоя и потенциала полной деполяризации.

Основной фактор, который влияет на активность обмена — концентрация Na+ и Са2+ по обе стороны от сарколеммы. В норме 25% кальция, проникающего в КМЦ с каждым открытием кальциевого канала, вызванного деполяризацией, удаляется с помощью этого обмена. В этом случае обмен идет прямо (Na+ — внутрь, Са2+ — наружу).

Однако при изменении мембранного потенциала покоя, например с -85 до +20 мВ во время фазы быстрой деполяризации потенциала действия, ток Na+ на короткое время меняет направление Na+/Са2+-обмена: Na+, которые только поступили в клетку во время открытия натриевого канала, будут покидать клетку, а Са2+ — поступать в нее. Данный процесс называют реверсионной формой обмена. Такое транссарколеммное поступление кальция может участвовать в его кальцийзависимом высвобождении. Существуют данные, что повышенный реверсионный обмен влияет на медленное уменьшение перехода Са2+, что объясняет позднее диастолическое расслабление.

Удлинение ПД также ведет к реверсионной форме обмена с риском развития желудочковых аритмий. Важную роль играет недавно открытый сарколеммный белок фосфолемман, который при фосфорилировании ПкА, например при повышенной R-адренергической стимуляции СН, ограничивает обмен. Подавление стандартного прямого обмена потенциально может задерживать кальций в КМЦ и усиливать диастолическую кальциевую нагрузку при СН.

- Читать далее "Частота сердечных сокращений и Na+/Ca2+-обмен. Бета-адренергические системы сердца"

Оглавление темы "Регуляция сокращения сердца":
1. Кальциевые каналы кардиомиоцитов. Молекулярная структура кальциевых каналов L-типа
2. Типы кальциевых каналов мышц клеток. Ионный обмен и насосы
3. Частота сердечных сокращений и Na+/Ca2+-обмен. Бета-адренергические системы сердца
4. Нейромодуляция. Подтипы бета-адренорецепторов
5. Ингибирующий G-белок. Подтипы альфа адренорецепторов
6. Аденилилциклаза сердца. Подавление аденилилциклазы
7. Циклическая АМФ-зависимая протеинкиназа. Физиологические бета-адренергические эффекты
8. Бета-агонист рецептора киназы и аррестин. Бета2-адренергические эффекты
9. Холинергическая сигнальная система. Распределение циклического ГМФ
10. Сигнальная система оксида азота. Реактивный кислород как сигнальная система

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: