Основные факторы, управляющие кальциевыми каналами L-типа в кардиоцитах гомойотермных и пойкилотермных животных

• Автор: Гриченко, Алексей Станиславович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 88 с. : ил.

Оглавление
1 Введение.

2 Обзор литературы.

2.1 Типы Са2каналов и их классификация

2.2 Структура потенциалзависимых Са2каналов

2.3 Электрические и кинетические характеристики кальциевых токов

2.4 Рецепторзаэисимая регуляция кальциевых токов 1типа.

2.5 Роль фосфорилирования в регуляции кальциевого тока 1типа

2.6 Зимняя спячка адаптация организма к экстремальным условиям

2.7 Метод перфорированного пэтча.

2.7.1 Свойства перфорирующих соединений.

2.7.2 Особенности заполнения пипеток
2.7.3 Преимущества методики перфорируемого пэтча
2.7.4 Ограничения методики перфорированного пэтча.
3 Материалы и методы исследования.
3.1 Метод выделения кардиоцитов
3.2 Контроль качества кардиомиоцитов.
3.2.1 Морфологический контроль
3.2.2 Толерантность кардиомиоцитов к ионам Са2.
3.2.3 Контроль потенциала покоя и потенциала действия.
3.3 Метод перфорированного пэтча.
3.3.1 Растворы
3.3.2 Приготовление и заполнение пипеток
3.3.3 Регистрация токов.
3.3.4 Выделение Са2компоненты входящего тока у крыс и сусликов
3.4 Математическая обработка результатов.
3.4.1 Статистический анализ.
3.4.2 Методы аппроксимации данных.
4 цАМФзависимая и цАМФнезависимая регуляция Са2токов
4.1 Потенциалзависимость действия изопротеренола на Са2токи Ьтипа .
4.2 Обращение действия изопротеренола ацетилхолином за и против.
4.3 Независимость механизмов регуляции Са2токов изопротеренолом и ВАУ К .
4.4 Особенности регуляции кальциевого тока у гибернирующих животных
5 Двухцентровая модель фосфорилирования Са2канала
5.1 Описание модели
5.2 Анализ действия изопротеренола с использованием двухцентровой
модели Са2канала
5.3 Попытка анализа двойственного действия ВАУ К
5.4 Кинетические характеристики Са2тока Ьтипа в кардиоцитах крыс.
5.5 Анализ изменений, происходящих в кардиоцитах гибернирующих
животных во время цикла спячкабодрствование .
6 Выводы.
Список основных сокращений и обозначений
АСЬ ацетилхолин
К
I изопротеренол
РКА протеин киназа А
РКХ протеинкиназа X
РР1 протсинфосфатаза
РР2А протеинфосфатаза 2А
АТФ аденозин5трифосфат
АЦ аденилатцнклаза
ГДФ гуанозин5дифосфат
ГТФ гуанозин5трифосфат
ДГП дигидропир ИДИНЫ
цАМФ циклический аденозин5монофосфат
4 I 4 I
Са внеклеточная концентрация Са
2i внутриклеточная концентрация Са
V потенциал, тестовый потенциал
Уь поддерживаемый потенциал
, переменные активации и инактивации Са тока
максимальная Са2 проводимость
V, Vv потенциал реверсии Са2тока
Со, Сд, Сх, Сах состояния Са канала и доля каналов в соответствующем состоянии Кд, Кх константы равновесия реакций фосфорилирования центров А и X
I интегральный Са ток
1л, Ix 1ах удельные токи через каналы в соответствующем состоянии
Введение


Кинетические характеристики Са2тока Ьтипа в кардиоцитах крыс. Выводы. Введение
Потенциалзависимые Са каналы типа играют ключевую роль в регуляции частоты и силы сердечных сокращений, генерации потенциалов действия, выбросе нейротрансмиттеров, модуляции нейронной активности . В свою очередь, активность этих каналов регулируется большим количеством физикохимических факторов различной природы. К важнейшим из этих факторов можно отнести фосорилирование канала1. В частности, эффект многих гормонов и нейротрансмиттеров связан с изменением активности протеи нфосфатаз и протеинкииаз, увеличением или уменьшением количества фосфорилированных каналов и, как следствие, ростом или падением кальциевого тока, протекающего через данные каналы, за счет изменения вероятности открывания одиночного канала или числа активных каналов. Например, увеличение т оков типа агонистами адрснорецепторов опосредуется ростом активности цАМФзависимой протеинкиназы . Мхолинорецепторов активацией соответствующей протеинфосфатазы i . Наличие сложной системы регуляции каналов типа приводит к тому, что действие даже хорошо изученных соединений оказывается иногда непредсказуемым, зависящим от различных внешних факторов температура, , потенциал на мембране, частота стимуляции и т. Так изменение поддерживаемого на мембране потенциала V сильно влияет на подавление токов ацетилхолином . Дигидропиридиновый агонист К при деполяризации мембраны превращается из мощного активатора тока в блокатор , . Внутриклеточный кальций в низких концентрациях действует как активатор каналов типа, но блокирует их при повышении концентрации i i, . Подобная зависимость направления эффекта от концентрации наблюдается и в случае ингибиторов фосфатаз в гладкомышечных клетках , . Приведенные примеры показывают, что для адекватной интерпретации свойств того или иного регулятора кальциевого тока необходимо учитывать множество факторов, влияющих на активность каналов. Под фосфорилированнем канала здесь и далее подразумевается фосфорилированис не только белков, непосредственно образующих канал, но и, возможно, различных структур, тесно связанных с каналом и влияющих на его свойства. Многообразие путей регуляции Са токов Ьтипа определяется, в основном, двумя свойствами канала. Прежде всего, канал может находиться в одной из нескольких стабильных с временами жизни порядка секунд конформаций с различной быстрой миллисекундной кинетикой открываний и закрываний т. Незэ Я а1. Обычно рассматривают одну неактивную моду 0 и две активных 1 и 2. Некоторые авторы вводят в рассмотрение дополнительную активную моду 1а Уие ее а. Скорости перехода канала между различными модами зависят от различных внешних факторов, таких как потенциал, внутриклеточная концентрация кальция, влияние регуляторных соединений н т. Наличие нескольких активных мод означает, что популяция каналов в мембране неоднородна и может быть разделена на несколько групп, включающих каналы, находящиеся в одном состоянии. При этом токи, протекающие через различные группы каналов, обладают разными амплитудными и кинетическими характеристиками. Следует учитывать, что измеряемый экспериментально суммарный Са ток Ьтипа является суммой токов, протекающих через каналы каждой группы, что часто затрудняет интерпретацию результатов экспериментов. Второе важное свойство каналов Ьтипа наличие нескольких центров фосфорилирования МсОопаМ а. Для каналов в кардиоцитах известно, по крайней мере, два различных центра, фосфорилирование которых влияет на характеристики тока. Принято считать, что фосфорилирование одного из этих центров переводит канал из неактивного состояния в активное чувствительное к изменениям потенциала, а фосфорилирование второго центра увеличивает вероятность нахождения канала в открытом состоянии. Целью данной работы стали исследование системы фосфорилирования канала Ьтнпа и влияния на нее мембранного потенциала, разработка и анализ модели, объясняющей ряд парадоксальных свойств канала, а также выявление и анализ изменений в системе фосфорилирования канала, происходящих при входе в состояние гибернации.