Диссертация (1144759), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Эти изменения затрагивают только 2изоформу Na,K-АТФазы, снижение электрогенной активности которой приводитк деполяризации и снижению возбудимости мембраны. Функционирование 2изоформыпо-разномувнесинаптическомизменяетсярайоневразныхэлектрогеннаярайонахактивностьсарколеммы:во2-изоформыпреимущественно зависит от двигательной активности и устойчиво снижена втечение всего исследованного периода разгрузки.
Анализ, проведенный нашимпартнером по этой части работы д-ром А.В. Чибалиным (Karolinska Institutet,Sweden), показал, чтоэто подавление может быть объяснено увеличениемколичества фосфолеммана (белок FXYD1, регуляторная субъединица Na,KАТФазы) и усилением его ассоциации с 2-субъединицей Na,K-АТФазы, чтодолжно тормозить каталитическую активность фермента. Однако даже прикратковременной нервной стимуляции происходит восстановление электрогеннойактивности 2-изоформы Na,K-АТФазы, причем по всей сарколемме.
Кромеэтого, постсинаптический пул 2-изоформы (но не внесинаптический пул)отличается способностью к восстановлению активности одновременно сусилением экспрессии мРНК и количества этой изоформы (Kravtsova et al., 2016).187Намипоказано,чтодвигательнаяразгрузкасопровождаетсятакжеструктурными нарушениями концевой пластинки камбаловидной мышцы крысы.Кратковременная (6 ч) разгрузка и блокирование 2-изоформы Na,K-АТФазы 1мкМ уабаина вызывают сходные нарушения липид-упорядоченной фазысарколеммы, причем дестабилизация в обоих случаях наиболее выражена впостсинаптическом районе мембраны. Эти нарушения полностью обратимы повсей сарколемме при встраивании в мембрану экзогенного холестерина.Полученные данные свидетельствуют, что и при двигательной разгрузке, и приблокировании 2-изоформы Na,K-АТФазы уабаином, нарушения липидныхплотиков обусловлены потерей мембранного холестерина.
Дестабилизирующиеэффекты уабаина и двигательной разгрузки в отношении липидных плотиков неаддитивны и имеют общий механизм реализации через угнетение активности 2изоформы Na,K-АТФазы, однако эффекты различаются по способности плотиковк восстановлению своей структуры. Механизмы наблюдаемых эффектов остаютсянеясными и, возможно, реализуются при участии церамидов и сфингомиелиназы(Брындина и др., 2014; Bryndina et al., 2018).Кратковременнаядвигательнаяразгрузкавызываетнетолькофункциональные нарушения 2-изоформы Na,K-АТФазы, снижение уровняхолестерина и дестабилизацию липидной фазы мембраны, но также изменениераспределенияфункциональныенХРиструктурынарушенияконцевойотносятсякпластинки.наиболееПеречисленныераннимсобытиям,предшествующим мышечной атрофии, вызванной двигательной дисфункцией, чтонеобходимо учитывать при поиске ключевых сигнальных событий, запускающихатрофическую программу.Механизмы наблюдаемых нами при двигательной разгрузке структурнофункциональных нарушений пока не установлены.
Однако мы полагаем, что вкачестве основного в наблюдаемых нами эффектах фактора можно рассматриватьАМФ-активируемую протеинкиназу (AMPK), как предложено некоторымиавторами (Vilchinskaya et al., 2017). AMРK является важнейшим фактором188регулированияметаболизмаскелетныхмышц,процессовтранскрипции,аутофагии и многих других, включая механизмы поддержания структурнофункциональной организации нервно-мышечного соединения (Nishimune et al.,2014; Carnio et al., 2014; Cervero et al., 2016).
В частности, АМРК рассматривают вкачестве фармакологической мишени при терапии миодистрофии Дюшенна(Ljubicic, Jasmin, 2013). AMPK также влияет на липидный метаболизм и, вскелетной мышце, помимо прочего, участвует в регуляции уровня мембранногохолестерина (Ambery et al., 2017). Кроме того, АМРК обладает способностьювлиять на Na,K-АТФазу (Benziane et al., 2012). По ряду данных, применениеAICAR,агонистаАМРК,впрофилактическомвариантепрепятствуетструктурным нарушениям концевой пластинки и развитию симптомов мышечнойатрофии (Cervero et al., 2016; Vilchinskaya et al., 2017).АМРК является метаболическим сенсором, который активируется в условияхсократительной деятельности, когда возрастает потребление энергии клеткой иувеличивается внутриклеточное соотношение АМФ/АТФ, приснижениидвигательной активности должен наблюдаться противоположный эффект.
Анализ,проведенный д-ром А. В. Чибалиным, показал, что уровень фосфорилированияAMРK в камбаловидной мышце крысы вдвое снижен через 6 – 12 час разгрузки,что соответствует другим данным, полученным через 1 сутки разгрузки(Vilchinskaya et al., 2017). Кроме того, наблюдается усиление аутофагии, AMPKзависимого фактора, являющегося известным регулятором структуры нервномышечного соединения (Carnio et al., 2014).
Проверка возможной роли АМРК внаблюдаемых нами при двигательной разгрузке структурно-функциональныхнарушениях требует специального анализа.Наконец, нами показано, что уабаин и маринобуфагенин способны усиливатьсокращения изолированной диафрагмы крысы. Экспериментально подтверждено,что этот эффект реализуется за счет 2-изоформы Na,K-АТФазы. Механизмположительного инотропного действия уабаина и маринобуфагенина в скелетноймышце остается неизвестным. Однако можно предположить его сходство смеханизмом, реализуемым в гладкой и сердечной мышцах за счет специфической189кластеризации 2-изоформы Na,K-АТФазы с Na+,Са2+-обменником, SERCA,рианодиновыми и IP3 рецепторами в местах тесного прилегания плазматическоймембраны к саркоплазматическому ретикулуму (Blaustein et al., 2016). Вскелетной мышце аналогом такой ультраструктуры можно считать триадноесоединение между Т-тубулами и концевыми цистернами саркоплазматическогоретикулума, где локализованы дигидропиридиновые и рианодиновые рецепторы,Na+,Са2+-обменник, SERCA (Sacchetto et al., 1996; Berchtold et al., 2000; Fill,Copello, 2002; Altamirano et al., 2014), а также значительный пул 2-изоформыNa,K-АТФазы (Williams et al., 2001; Cougnon et al., 2002; DiFranco et al., 2015).Важно, что уабаин и маринобуфагенин оказались эффективными всубнаномолярных концентрациях, соответствующих уровню их циркулирующихэндогенных аналогов, что свидетельствует о возможности участия 2-изоформыNa,K-АТФазывэндогеннымикардиотоническимиподтверждаютсярегуляциидругимисократительнойданными,функциистероидами.Этиполученныминаскелетнойнашимышцынаблюденияскелетноймышцегенетически модифицированных мышей с уабаин-резистентной 2-изоформойNa,K-АТФазы с применением Digibind (антител, связывающих циркулирующиеКТС) (Radzyukevich et al., 2009).
В процитированной работе показано, что 2изоформа может регулироваться эндогенными КТС, а физиологическая рольтакой регуляции может заключаться в динамической адаптации скелетноймышцы к физической нагрузке.190ВЫВОДЫ1) Особенностью распределения 2-изоформы Na,K-АТФазы являетсялокализация одного из её пулов в области концевой пластинки скелетной мышцыкрысы и мыши. Этот пул 2-изоформы за счет функционального взаимодействияс никотиновыми холинорецепторами участвует в механизме поддержанияпостсинаптического электрогенеза.2)Хроническоециркулирующеговведениеникотинаприникотина,курениимоделирующеетабака,вызываетуровеньизоформ-специфические изменения электрогенной активности Na,K-АТФазы в скелетныхмышцах крысы, причем наибольшую изменчивость демонстрирует 2-изоформаNa,K-АТФазы.3) Удаление части мембранного холестерина сопровождается снижениемэлектрогенной активности 2-изоформы Na,K-АТФазы и нарушением липидупорядоченной фазы сарколеммы в скелетной мышце крысы.
Аналогичныйэффект наблюдается при блокировании 2-изоформы Na,K-АТФазы уабаином.Эти нарушения наиболее выражены в постсинаптическом районе сарколеммы иполностью обратимы при встраивании в мембрану экзогенного холестерина, тоесть в обоих случаях дестабилизация липидных плотиков обусловлена потереймембранногохолестерина.Полученныеданныесвидетельствуютосуществовании реципрокного функционального взаимодействия между 2изоформой Na,K-АТФазы и мембранным холестерином.4) Изменение экспрессии мРНК и количества Na,K-АТФазы, а также ееэлектрогенной активности, наблюдаемые в камбаловидной мышце крысы впериод от 6 ч до 72 ч двигательной разгрузки, носят адаптационный и изоформспецифический характер и затрагивают только 2-изоформу Na,K-АТФазы.Снижение электрогенной активности 2-изоформы во внесинаптическом районеприводит к устойчивой деполяризации и снижению возбудимости мембраны.
Напостсинаптическийпул2-изоформы,помимодвигательнойактивности,191действуют дополнительные факторы, способствующие восстановлению еефункционирования. Снижение электрогенной активности обоих пулов 2изоформы не связано с нарушением ее локализации в сарколемме и являетсяобратимым при стимуляции моторного нерва, что свидетельствует о важностидвигательной активности для поддержания функционирования этой изоформыNa,K-АТФазы.5) Кратковременное (6 ч) снижение двигательной активности камбаловидноймышцы крысы сопровождается нарушением липидной структуры сарколеммы,которое обусловлено потерей части мембранного холестерина. При этомфункциональные нарушения 2-изоформы Na,K-АТФазы и дестабилизациямембранного холестерина сопровождаются снижением общей площади концевыхпластинок, а также компенсаторным увеличением плотности распределенияникотиновых холинорецепторов без изменения степени фрагментации ихраспределения.6) Специфические ингибиторы Na,K-АТФазы уабаин и маринобуфагенинусиливают сокращения диафрагмы крысы, действуя через 2-изоформу Na,KАТФазы.
Данные лиганды эффективны в субнаномолярных концентрациях,соответствующих уровню их циркулирующих эндогенных аналогов, чтоподтверждает возможность участия 2-изоформы Na,K-АТФазы в регуляциисократительной функции скелетной мышцы эндогенными кардиотоническимистероидами.7) В скелетной мышце 1-изоформа Na,K-АТФазы является функциональностабильной.Адаптационнаяпластичность2-изоформыNa,K-АТФазыопределяется особенностями локализации и регуляции ее различных пулов,функциональными взаимодействиями с никотиновыми холинорецепторами ихолестерином, специфической зависимостью от двигательной активности, а такжеучастием в регуляции мышечного сокращения.
Функциональные нарушения 2изоформыNa,K-АТФазыотносятсякнаиболеераннимсобытиям,предшествующим мышечной атрофии, вызванной двигательной дисфункцией.192СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1.Алтаева Э. Г. Базальный уровень ионов кальция и его регуляция в волокнахпостуральноймышцыкрысыимонгольскойпесчанкивусловияхгравитационной разгрузки // Автореф. дис. канд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
