Ca2 + (кальцієві)-канали потенціал-керовані (VOC, VGCC): введення.

(Voltage-gated Ca2 +-channel; VGCC, або Voltage operated channel; VOC) Потенціал-керовані канали вперше були виявлені в електрозбудливості клітинах. Вони характеризуються тим, що при потенціалі спокою (70-80 мВ) знаходяться в неактивному стані, а їх активація відбувається при зсуві потенціалу в позитивну область, тобто при деполяризації мембрани. Часто VOC знаходять там, де Са2 + запускає секрецію, тобто не тільки в електрозбудливості, але і ендокринних клітинах.

Ідентифіковано кілька типів VOC, що розрізняються по чутливості до мембранному потенціалу та фармакологічних речовин, а також по провідності: L-, T-, N-і P-типи. назву по тривалості інактивації, а два останніх по типу клітин, де вони були виявлені. Канали L (нейронний підтип) -, T-, N-, P/Q-, і недавно описаний R-тип індукують викид нейротрансмітера з пресинаптичного закінчення нейрона.

Ca2 + (кальцієві) потенціал-керовані (VOC L типу)

L-тип Са2 +-каналів знайдений практично у всіх електрозбудливості, і в багатьох електроневозбудімих клітинах. Канали L-типу (символ L позначає long-lasting, тобто довгоживучі), будучи активовані, зберігають цей стан досить довго. Їх повторювані відкривання забезпечують тривалий кальцієвий струм через мембрану. Характерною ознакою кальцієвих каналів L-типу є їх чутливість до дигідропіридинів та інших кальцієвим антагоністам.

Ca2 + (кальцієві) потенціал-керовані (VOC T типу)

Канали T-типу (від англійського слова transient – короткочасний) відкриваються при істотно більш негативному в порівнянні з каналами L-типу мембранному потенціалі і швидко інактивуються. Для активації каналів Т-типу також вимагається короткочасна гіперполяризація, необхідна для того, щоб зняти ефект інактивації. Через канали Т-типу в клітини надходить швидка складова кальцієвого струму. Ці два типи кальцієвих каналів здійснюють вхід Са2 + в клітини серця.

Ca2 + (кальцієві) потенціал-керовані (VOC N ​​типу)

У нейронах виявлено третій тип кальцієвих каналів N-типу (N означає neuron). N-канали активуються при переході від дуже негативних значень мембранного потенціалу до сильної деполяризації і регулюють секрецію нейромедіаторів. Струм кальцію через такі канали в пресинаптичних закінченнях інгібується норадреналіном через альфа-адренорецептори.

Ca2 + (кальцієві) потенціал-керовані (VOC P типу)

Канали P-типу виявлені спочатку в нейронах Пуркіньє (від чого і відбувається їх назва), присутні в гранулярних клітинах і в гігантських аксонах кальмара. Мабуть, ці канали також регулюють секрецію нейромедіаторів.

Ca2 + (кальцієві) потенціал-керовані (VOC, VGCC): структура

Структура VGCC скелетних м’язів складається з п’яти субодиниць: a1 (175 кД), a2 (13 кД), b (54 кД) і гамма (30 кД), і дельта (27 кД), які пов’язані один з одним нековалентно зв’язками, а a2 і дельта ще й дисульфідними містками .

Всі п’ять субодиниць кодуються чотирма генами, оскільки a2 і дельта утворюються в результаті протеолітичної розщеплення одного пептиду. Субодиниця a1 утворює проводить канал, несе сенсор потенціалу та ділянка зв’язує дигідропіридин. Ця субодиниця є основною функціональною одиницею і складається з чотирьох повторюваних мотивів з шістьма трансмембранного доменами (сегментами) в кожному

Ca2 + (кальцієві) потенціал-керовані (VOC,): механізм переходу Ca2 +

Можна уявити собі наступний механізм переходу Ca2 + через канал: спочатку катіон зв’язується з негативно зарядженими залишками Glu в гирлі каналу, а потім проходить по пороутворюючими структурі каналу. Сегмент, мабуть, служить сенсором потенціалу. При деполяризації мембрани відбувається зрушення чутливого сенсора викликає конформаційні зміни й відкривання каналу. Було показано, що зовнішня петля між сегментами 5 і 6 в домені III і ділянку сегмента 6 домену IV утворюють рецептор для дигідропіридинів (DHP). Відомо, що ділянка, відповідальний за спряження VGCC з ріанодіновим рецептором (RyR) локалізований в цитоплазматичної петлі між доменами II і III. Основна ізоформа субодиниці a1 (175 кБ) в скелетних м’язах утворюється в результаті протеолітичної розщеплення попередника a1 (212 кБ). Субодиниці b і a2 також як і a1 мають сайти фосфорилювання, що вказує на їх регуляторну роль в активності каналу.

Ca2 + (кальцієві) потенціал-керовані канали (DHPR) скелетних м’язів

VGCC скелетних м’язів називають дигідропіридинового рецептором (DHPR) через його чутливості до 1,-дигідропіридинів. Деякі дигідропіридини діють як активатори (зокрема Bay K 864), тоді як інші як інгібітори. Дигідропіридинові рецептори скелетних м’язів відрізняються від каналів L-типу в інших тканинах. У скелетних м’язах DHPR знаходяться в інвагінації плазматичної мембрани – так званих T-трубочках (рис. 6.3). На цитоплазматичної стороні ділянки (званого тріадою), де плазматична мембрана тісно стикається з термінальними цистернами саркоплазматичного ретикулуму, DHPR утворюють безпосередні контакти з розташованими на SR ріанодіновимі рецепторами (RyR).

Переважаюча точка зору полягає в тому, що фізичний контакт між DHPR і RyR відповідає за спряження імпульсу деполяризації з механічним скороченням. Механічна модель передбачає, що при деполяризації мембрани T-трубочки рух зарядів (передбачається, що цей рух електрозаряженних амінокислотних залишків рецептора) в сенсорі напруги безпосередньо передається в конформационное зміна RYR, яке, в свою чергу, призводить до відкривання каналу RyR. В інших тканинах, як, наприклад, серцевої або гладком’язової DHPR і RyR не стикаються безпосередньо один з одним. Електромеханічне сполучення відбувається в цьому випадку за рахунок входу Ca2 + в цитоплазму через канал DHPR і активації RyR внаслідок підвищення [Ca2 +] i. Безпосереднє сполучення DHPR і RyR в скелетних м’язах забезпечує швидкий (за мілісекунди) механічний відповідь на потенціал дії, що, мабуть, не є суттєвим для гладких і серцевих м’язів. Хоча в деяких скелетних м’язах тільки частина RyR сполучена з DHPR, тоді як інша частина залишається вільно розподіленою на SR, і, очевидно, служить для посилення виходу Ca2 + з SR.

 

Comments are closed.