Крутецкая, Лебедев, Курилова - Механизмы внутриклеточной сигнализации - 2003 (947291), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Каналы активируются кофеином (5 мМ) и блокируются рутеииевым красным (2 мхМ) (Вехргохчаппу ег а!., !991; Ъ'в!газ ег а!., 1991). 1Рэ-рецептор из мозжечка мыши, встроенный в бислойиую липидную мембрану, образует Са '-селективные каналы. Они активируются при добавлении !Р; (4,8 мкМ) с цитоплвзматической стороны. Каналы проницаемы для Са~ (проводимость 26 пСм) и )4а' (проводимость 21 пСм); отношения проницаемостей Рс„м/Ртр„„=6,3 н Рн„,/Рд' = 5,4.
Канал имеет несколько проводящих подсостояний. При добавлении АТФ (в присутствии 1Р,) 1Рз-активируемые Са -каналы переходят на более проводящие подсосгояния (Маег)а ег а!., 1991). Ряд селективностн 1Р,-чувствительных Саз'-каналов нз клеток мозжечка имеет вид: Ва '>багз >Са ">Мл >Мп '>К . Проводимости каналов для этих катионов составляют (пСм): Ва ' (85) > бг (77) > Са ' (53) > Мйм (42) (Вегргохчаппу, Ебгйсй, 1994). Канал проницаем также для ионов Мпз"; проводимость канала для Мп ' составляет 17 пСм (бгп88очг, Ейгйсб, 19966). 1Рз-чувствительные Са -канаты из ядерной оболочки ооцитов Хепорця также имеют слабую селективность для двухвалентных катионов по отношению к одновалентным.
Рс, !Рк' = 8. Проводилюсть канала для Са ' составляет 50 пСм. Канал имеет 3 подуровня проводимости (Май, Гойей, 1994; Рагуэ, Веяргохчашу, 1995). Таким образом, выброс Са из внугрнклеточных депо (СР или ЭР) в ответ на возбуждение клетки может происходить в результате гвз открывания Са -активируемого Са '-канала (рианолинового рецептора) илн! Рэ-акэ ивнруемого Са"-канала (!Рэ-рецептора). 5.3. Механизмы входа Са в клетки ээ Ионы кальция необходимы для жизнедеятельности практически всех животных и растительных организмов. Многие агонисты рецепторов кроме мобилизации Са из внугрнклеточных депо вызывают также вход н Са в клетку из наружной среды.
Поступление ионов кальция в клетку происходит, главным образом, по кальциевым каналам. Выделяют два кпасса кальциевых каналов: потенцишнзависнмые и рецепторэ~ управляемые. Рецептор-управляемые Са- -каналы связаны с мембранными рецепторами, взаимодействующими в основном с нейромедиаторами и гормонами.
5ЗЛ. Типы н структурно-функциональнан организация по~енциал! зависимых Са~~-каналов 2+ Потенциал-зависпмыс Са -каналы идентифицированы в плазматической мембране клеток, обладающих элеэлрической возбудимостью, в частности клеток сердечной мышцы, гладкомышечных, эндокринных, нервных клеток, скелетных мышечных волокон, клеток электрорецепторов скатов и т.д.
(Ходоров, !975, Косгкж, 198б; Н!!)е, 1992: см. кн. Крутецкая, Лонский, 1994; Крутецкая, Лебедев, 2000б; Н!!!е, 2001). Кинетика всех Са -каналов сходна с таковой потенциал-зависимых э* ~Ча - и К -каналов. Са *-канаяы алтивируются при деполяризации и затем кпакгивирукпся. Однако цри одинаковой температуре постоянные времени активации (т„) и инактивации (ть) для Са*-каиалов в 50 раз больше, чем для На -каналов.
Инактивация Са=-каналов более слох.ная, чем )4а -каналов. В дополнение к потенциал-зависимой инактивацни в некоторых клетках обнаружена Са "-зависимая инакгивация, возникающая в результате повышения [Са ), во время деполяризуюшего импульса (Н!!!е, 1992, 2001). Мно~ие двухвалентные ионы подавляют токи через Са '-каналы 1)Я!е, 19921 см. обэ. БРег)0)па„рао!еп), 1992; Моп' е1 а1., 1996; Н!!!е, 2001).
В основе такого действия лежит конкурентное связывание Са -каналом блокирующих ионов. Весыиа эффективно конкурируют с ионами Са иовы )-а'. По сгюсобности связываться с Са'-каналами мембраны мышечных волокон морского желудя катионы располагаются следующим образом: 1.а' >7п~ =Со =Ге '>Мп ">% '>Са '>Мй (Най)эчаш, Та)га(шз)ц, !967). Катионы )4)з, Сдз, Соп и Мпм широко используют в качестве блокаторов Са -каналов, Идентифицировано значительное число органических блокаторов Са '-каналов, называемых антагонистами Са -канатов (НИ!е, 1992; Бредгйпд, Рао!ец), 1992; Моп' е! а!., !996; см.
кн. Крутецкая, Лебедев, 20006; Н)Ие, 2001). Са~ -антагонисты — липофильные азотсодержащие соединения - представлены веществами трех химических групп. Первую группу сосзавляют производные фенилалкиламина (верапамил, галлопамил, Д-600), вторую - производные 1,4-дигидропиридинов (нифедипин, никардипин, нитрендипин, нимоднпин), третькз производные бензотиазепина (дилтиазем, клентиазем). Антагонисты Саканалов широко используют в клинике как антиаритмические и сосудорасширяющие средства.
Антагонисты Са -каналов предпочтительно действуют на Са '-каналы 1.-типа, что отличает их от каналов других тинов. Однако при высоких концегпрациях этн блоказоры также ингибируют )Ча'"- н К'-каналы, т.е они не абсолютно специфичны к Са -каналам. Эффект фенилалкиламинов (верапамил, Д-600) сходен с действием местных анестетиков. Блокирование Са -каналов этими агентами зависит от частоты следования пеналя ризующих нмпчл ьсоа (НИ)е, 1992; Нег(лй е! а!., 1997). Четвертнчные производные Д-600 действуют с внугренней поверхности мембраны и достигают рецепториого участка, только когда ворота открьггы.
По-видимому, ворота Са -канала (так же как )(а - и К- каналов) расположены на внутренней стороне мембраны. Далее находится широкое устье с гидрофобным связывающим участком. Выявлены также агонисты Са каналов. Нш~ример, Вау К 8644 и СОР 28392, производные 1,4-дигндропиридина, вызывают увеличение кальциевых токов (Моп е! а!., 1996). На основании элелгрофизиологических и фармакологических исследований выделяют следующие типы потенциал-зависимых Са— каналов: (., Т, )4, Р, () и Р,, различающиеся пороговыми уровнями активации, временем жизни в открьггом состоянии, скоростью инактивации, величиной элементарной проводимости и фармакологическими свойствами (Оазса(, 1990; НИ!е.
!992; Брег)йшя, Рао)епИ 1992; Нойпапп е! а(., 1994; см. кн. Кругецкая, Лонский, 1994; Сапегай, 1996; Моп е! а!., 1996; КалгЫ!, 1993; см. кн. Крутецкая, Лебедев, 2000б; Сацегай, 2000; НИ!е, 2001). В последнее время предложена новая классификация потенциал-зависил~ых Са -каналов, в соответствии с которой выделяют три семейства Са -каналов (Са„!, Са,2 и Са,З) (Епе! е! а1., 2000; Сацегай, 2000). Дигидропиридин-чувствительные Са '-каналы 1.-типа (1опп1аябпц) (семейство Са„1) изучены лучше других потенциал-зависимых Са -каналов и иленгифицированы во многих клетках: нейронах периферической и центральной нервной системы, клетках сердечной и скелегной мышц, клетках гладких мышц позвоночных, нейронах цоляюсков (Н!Пе, 1992, 2001; АЬегпегйу, 8о)багет, 2002).
Так, Са '-каналы ! -типа играют определяющую роль в сократительной активности клеток скеяетных мышц. Эти каналы активируются прн высоких потенциалах на мембране (при потенциалах, более положительных, чем -10 мВ); харакзеризуются высокой проводимосгью (25 пСм) н очень мелленной кинетикой ичактивации. Каналы блокируются органическими казьциевыми антагонистами трех различных групп: верапамилом н его производными; нифедипином и другими 1,4-дигидропиридинами, а также В-цис-дилтиаземом (Н!1!е, 1992; Моп ег а1., 1996; Ранг)а(1, 1998; АЬегпе!Ьу, Бо!багет, 2002). Специфическим пептилным блокатором Са -каналов 1.- типа является кальцисептин (пегггид из 60 аминокислот), выделенный из яла змеи черной мамбы Оепг)гоаяр!з ро1у)ерй ро!у)ерй (19е тгей!е е! а!., 199!).
Активатором Са -каналов Е-типа служит чайтотоксин, выделяемый из линофлагеллят С1шпЬ)его(зсоз гохюцз (Х1 ег а)., 1992). Са'-каналы 1.-тина в сердечных и скелетных мышцах имеют сходную чувствительность к дигидропиридинам, но значительно различаются по взаимодействию с даухва1ентнаии ионами. Канавы в сердечной мышце непроницаемы для Мйз, в то время как каналы в скелетных мышцах проницаемы для этих ионов. Ряд селективносзи для Са -каналов клеток сердечной мышцы имеет аид: Еа~ > Сбн > Со > 2 Са .
Для Са -каналов скелетного мышечного волокна ряд селсктивиости сзедуюший: Саз > Сд~ - Со ()!й!е, 1992). Са"-каналы Т-гипа (йпу) (семейство Са,,З) характеризуются активацией при слабой деполяризации, быстрой потенциал-зависимой кинетикой инакгивации, относительной нечувствительностью к дигидропиридинач и низкой проводимостью для Ва "(8 пСм а 110 мМ Ва ).
Каналы этого типа найдены во многих возбудимых и невозбудимых (фибробласты, В-лимфоциты ) клетках. Сходство каналов Т- и 1.-типов заключается в том, что они проницаемы для )Ча в среде, не содержашей двухвалентных ионов, и блокируются Са (мкМ) потенциал-зависимым образом. Однако в отличие от каналов (.-типа Са '-каналы Т-типа имеют одинаковые проводимости для Са ' и Ва, большую устойчивость к блокируюшему действию Сг)" и большую чувствительность к блокируюшему действию Ьй '. Са '-каналы Т-типа обеспечивают пейсмеккерную акгивность и вход Са при отрицательных л~емб)занных потенциалах (Нй!е, 1992; йапгЫ1, 1998; Н1!!е„2001). Са '-каналы Т-типа блокируются тетраметрином, амилоридом, дифенилгидантоином н октянолом (Моп ег а)., 1996).
Са"-каналы Х-типа (семейство Са,2). Лля Са -каналов И'-ги1за (пеййег 1.- пог Т-гуре) характерны активация при высоких потенциалах (более положительных, чем -20 мВ), относительно быстрая инактивация, средние величины проводимости для Ва (!3 пСм), чувствительность к ш-конотоксину (ш-СПТх С>'>>!А), пжсину морской улитки Сопоь Оеойгар)>оз, и устойчивость к лигидропиридинам (НП!е, !992'„Капг)а!1, 1998). Недавно показано, что Са '-каналы 1~-типа эффективно блокируются о>-фот>етоксином-!!А, токсином из яда паука РЬопеотг!а и!8г!оепгег (Савко!а ег а(., 1998). Са= -каналы )чхтипа найдены в спнаптосомах мозга крыс, а также в нейронах коры мозга и спинного з мозга.
Ряд селективностн имеет вцл: Са >Бг ьеВа '. Каналы очень чувствительны к блокирующему действию 1.а' (20 мкМ) и по селелтивным свойствам близки к каналам (;.п>па. Са -каналы Х-тиг>а важны для высвобождения медиаторов в клетках (Нйе, 1992; Валдай, ! 998). Са '-каналы Р-типа (Рнгййп)е-(уре) (семейсп>о Са,.2), впервые обнаруженные в клетках Г(уркинье ьгозх<ечка. найдены в нейронах центральной и периферической нервной системы. Они активируются при потенциалах более положительных.
чем -50 мВ, имеют очень медленную кинетику пнактивацин, не чувствительны к дигидропиридинвм и ш-С81х. Каналы избирательно блокируются токсинами из яда паука Айе!епоря!з арег1а: ЕТХ (мол. масса 200-400 Да) и о>-агатоксином !)>А (е>-Айа-(НА) (Моп' е! а(., 1996; Валдай, 1998). Са>'-каналы В- и 47- типа (семейство Са,2) идентифицированы недавно, активируются при высоких потенциалах на мембране.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
