Молекулярный механизм расслабления кардиомиоцитов

Их расслабление происходит во время фазы реполяризации потенциала действия и вызывается снижением внутриклеточной концентрации ионов Са2+. Процесс расслабления кардиомиоцитов обусловлен остановкой входящего кальциевого тока и прекращением высвобождения ионов Са2+ из саркоплазматического ретикулума.

Основным механизмом расслабления миокарда является первично активный транспорт ионов Са2+ из саркоплазмы клеток в саркоплазматический ретикулум при участии Са2+-АТФазы кардиомиоцитов. Ионы Са2+ выводятся из саркоплазмы кардиомиоцитов в интерстициальную среду с помощью Ыа+/Са2+-обменника. В результате их концентрация в межфибриллярном пространстве становится ниже порога активации тропонина С и тропонин-тропомиозиновый комплекс закрывает места связывания на актиновых филаментах для поперечных мостиков миозина. Миокард расслабляется, что соответствует фазе диастолы сердечного цикла.
Ключевым регулятором расслабления миокарда является белок мембраны саркоплазматического ретикулума фосфоламбан. Фосфорилирование фосфоламбана при участии вторичного посредника цАМФ ускоряет гидролиз АТФ, активирует кальциевый насос саркоплазматического ретикулума, повышает сродство ионов Са2+ к Са2+-АТФазе, увеличивая скорость активного транспорта ионов Са2+ из саркоплазмы внутрь саркоплазматического ретикулума. Благодаря функции фосфоламбана сродство ионов кальция и кальциевого насоса в кардиомиоцитах идентично таковому в быстрых скелетных мышечных волокнах, в которых отсутствует этот белок. Фосфоламбан увеличивает кальциевую чувствительность Са2+-АТФазы саркоплазматического ретикулума при взаимодействии адреналина или норадреналина с р,-адренорецепторами мембраны кардиомиоцитов. Положительный ино- тропный эффект, возникающий при стимуляции этого типа рецепторов адреналином или норадреналином, проявляется в активации как сокращения миокарда, так и расслабления. Сила сокращения сердечной мышцы возрастает при увеличении скорости выхода ионов Са2+ из саркоплазматического ретикулума в саркоплазму и связывания с тропонином С. Расслабление миокарда прямо зависит от скорости депонирования ионов Са2+ в саркоплазматический ретикулум при участии фосфоламбана. Медиаторный контроль сокращения кардиомиоцитов
В физиологических условиях механизмы сокращения сердечных мышечных клеток контролируются адрено- и холинорецепторами, расположенными на мембране кардиомиоцитов.
Из трех типов агадренорецепторов (aJA, а1В и аш) в сердце человека доминирует а1А тип, а также p-адренорецепторы. Стимуляция а,-адреноре- цепторов увеличивает сократимость кардиомиоцитов и в целом — силу сердечных сокращений.

Влияние стимуляции адренорецепторов на силу сокращения сердечной мышцы называется инотропным эффектом (лат. inos — сила). Молекулярный механизм инотропного эффекта норадреналина, вызванный стимуляцией oq-адренорецепторов, опосредован активацией системы G-белков (семейство Gq/n, обозначаемое как семейство Gh для сердца человека) с последующим образованием в кардиомиоцитах инози- тол-3-фосфата и диацилглицерола. Эти вторичные посредники через рианодиновые рецепторы мембраны саркоплазматического ретикулума увеличивают активность кальциевых ионных каналов, что повышает концентрацию ионов кальция в саркоплазме кардиомиоцитов и усиливает силу их сокращения. Кроме того, стимуляция а,-адренорецепторов увеличивает кальциевый ток через сарколемму внутрь кардиомиоцитов из внеклеточной среды, а также чувствительность сократительных миофиламентов к ионам Са2+. Функция а2-адренорецепторов в контроле физиологических свойств кардиомиоцитов человека связана с пресинаптическим торможением выделения норадреналина из нервных окончаний, иннервирующих сердце.
Из трех типов p-адренорецепторов в сердце человека идентифицированы рг и р2-адренорецепторы. Молекулярный механизм стимуляции сокращения миоцитов в сердце человека при участии рг и р2-адренорецепторов осуществляется при участии семейства Gs-белка, который повышает внутриклеточное содержание аденилатциклазы и вторичного посредника цАМФ. Это ведет к стимуляции фосфорилирования внутриклеточных белков при участии протеинканазы А, включая L-тип кальциевых ионных каналов мембран t-системы. В результате открытия кальциевых ионных каналов увеличивается содержание этих ионов в саркоплазме и, как следствие, возрастает сократимость сердечной мышцы (положительный инотроп- ный эффект). В различных тканях организма человека идентифицировано пять генов, контролирующих синтез мускариновых М,—М5 рецепторов. При этом в сердце человека, локализован М2 тип холинорецепторов. Взаимодействие ацетилхолина с М2 (а также М4) типом холинорецепторов через семейство Gi/Go белков угнетает аденилатциклазу миоцитов и уменьшает активность калиевых и кальциевых ионных каналов, активируя фосфолипазу А2, фосфолипазу D и протеинкиназы. В результате снижается скорость развития пейсмекерного потенциала в клетках синоатриального узла и уменьшается сократимость миокарда. Ацетилхолин через М2 холиноре- цепторы уменьшает сократимость кардиомиоцитов, если исходный уровень их сократимости был повышен под влиянием стимуляции р-адрено- рецепторов.

<< | >>

↑

Источник: Ткаченко Б.И. Нормальная физиология человека. 2005

Еще по теме Молекулярный механизм расслабления кардиомиоцитов:

- Кардиология - Физиология человека - Философия здоровья -