Мембранні та внутрішньоклітинні механізми М-холінергічної активації гладеньком’язових клітин тонкого кишечнику

На закінчення можна відзначити, що зіставлення отриманих результатів з даними літератури дозволяє виявити загальні закономірності регуляції іонних каналів у мембрані ГМК при активації мускаринових рецепторів. Іони Ca2+, які вивільняються при активації системи М3/Gq/11/ фосфоліпаза С, активують катіонні, Cl- і ВКСа канали і інактивують Ca2+ канали. М2 рецептори модулюють активність каналів безпосередньо, із залученням G-білків, чутливих до коклюшного токсину (вірогідно Gi/Go). Це призводить до відкривання катіонних каналів, пригнічення ВКСа каналів і модуляції активності Ca2+ каналів.

 

 

1.З використанням методики patch-clamp реєстрації інтегральних струмів і струмів через поодинокі іонні канали були досліджені основні ланки у складній послідовності подій, що відбуваються при М-холінергічній активації ГМК тонкого кишечнику.

2.Збуджуюча дія ацетилхоліну опосередкована головним чином його взаємодією з М2 рецепторами, що шляхом активації чутливих до коклюшного токсину (КТ) G-білків призводить до відкривання катіонних каналів. М3 рецептори визначають максимальне число активних каналів.

3.Вхід Ca2+ через канали L-типу призводить до регенеративного Ca2+-індукованого вивільнення Ca2+ із внутрішньоклітинних депо, за рахунок чого Ca2+ сигнал значно подовжується. Підвищення [Ca2+]i викликає початкове посилення і затримане пригнічення InsP3-індукованого вивільнення Ca2+. Цим визначається виникнення осциляцій [Ca2+]i і катіонного струму при активації мускаринових рецепторів. Додатковий рівень регуляції Ca2+-залежних процесів включає пригнічення Ca2+ струму, опосередковане активацією М2 рецепторів і чутливих до КТ G-білків.

4.Двовалентні катіони і протони модулюють катіонну провідність, проте її потенціалзалежність не пов'язана з можливим потенціалзалежним блокуванням Ca2+, Mg2+ або Н+.

5.Дослідження властивостей катіонних каналів показало, що основним є канал із провідністю біля 40 пС. Вірогідність його знаходження у відкритому стані знижується при гіперполяризації мембрани внаслідок зменшення часу життя у відкритому стані і значному збільшенні часу життя у закритому стані.

6.При взаємодії активованих G-білків із катіонними каналами відбувається значна модуляція їх потенціалзалежних властивостей. Активаційна крива зміщується паралельним чином на десятки мілівольт в область негативних потенціалів при підвищенні концентрації активованих G-білків і у протилежному напрямі при десенситизації. Останній процес є ГТФ-залежним. Зсув активаційної кривої в усіх випадках супроводжується істотними змінами кінетики релаксації струму.

7.Зсув величини V1/2 пояснює потенціалзалежність основних кінетичних фаз катіонного струму, а саме: латентного періоду, швидкостей активації, десенситизації і деактивації, а також феномен подвійного (раннього і пізнього) “перетинання” амплітуд струму при різних потенціалах.

8.Холінергічна активація ГМК є складним динамічним процесом, в якому рівень мембранного потенціалу, внутрішньоклітинного Ca2+ і концентрація активованих G-білків є основними взаємодіючими факторами.

9.Практичне значення роботи заключається у встановленні функціональної ролі М2 типу холінорецепторів і сильної потенціалзалежності чутливості до агоністу (20-кратне зменшення ЕС50 при деполяризації на 100 мВ), що варто враховувати при лікуванні різноманітних захворювань, обумовлених підвищеною реактивністю до холінергічних стимулів.

 

 

1.Байдан Л.В., Жолос А.В. Апамин – высокоспецифический и эффективный блокатор некоторых кальцийзависимых калиевых проводимостей // Нейрофизиология. – 1988. – 20, №6. – С. 833 846.

2.Жолос А.В., Байдан Л.В. Участие внутриклеточного кальция в активации кальцийзависимых калиевых токов в изолированных клетках кишечника морской свинки // Биологические мембраны. – 1989. – 6, №4. – С. 431-433.

3.Шуба М.Ф., Жолос А.В., Байдан Л.В. Угнетающее действие кофеина на потенциалозависимый кальциевый ток изолированных гладкомышечных клеток кишечника // Доклады Академии наук СССР. – 1989. – 309, №1. – С. 240-243.

4.Жолос А.В., Байдан Л.В., Шуба М.Ф. Калиевый ток в мембране изолированной гладкомышечной клетки, активируемый при высвобождении кальция из внутриклеточных депо // Биологические мембраны. – 1990. – 7, №3. – С. 306-316.

5.Шуба М. Ф., Жолос А. В., Байдан Л. В. Действие активаторов и блокаторов высвобождения Са2+ из внутриклеточных депо на трансмембранные ионные токи изолированной гладкомышечной клетки // Биологические мембраны. – 1990. – 7, №3. – С. 317-325.

6.Zholos A. V., Baidan L. V., Shuba M. F. Inhibitory action of caffeine on calcium current in intestinal isolated smooth muscle cell // Pflьgers Archiv. – 1991. – 419. – P. 267-273.

7.Zholos A. V., Baidan L. V., Shuba M. F. Properties of the late transient outward current in isolated intestinal smooth muscle cell of the guinea-pig // Journal of Physiology. – 1991. – 443. – P. 555-574.

8.Жолос А. В., Шуба М. Ф. Регенеративное кальцийиндуцируемое высвобождение кальция из внутриклеточных депо гладкомышечной клетки // Доклады Академии наук СССР. – 1991. – 317, №3. – С. 735-738.

9.Zholos A. V., Baidan L. V., Shuba M. F. Some properties of Ca2+-induced Ca2+ release mechanism in single visceral smooth muscle cell of the guinea-pig // Journal of Physiology. – 1992. – 457. – P. 1-25.

10.Smirnov S. V., Zholos A. V., Shuba M. F. Potential-dependent inward currents in single isolated smooth muscle cells of the rat ileum // Journal of Physiology. – 1992. – 454. – P. 549-571.

11.Smirnov S. V., Zholos A. V., Shuba M. F. A potential-dependent fast