Висновки - Системи трансмембранного транспортування кальцію у секреторних клітинах слинних залоз личинки Chironomus Plumosus Linnaeus

Використовуючи різні експериментальні та теоретичні підходи дослідження у секреторних клітинах слинних залоз личинки Chironomus plumosus відповідно до поставленої мети і завдань ідентифіковано потенціалкеровані Са2+-канали, Na+-Ca2+-обмінник, Са2+-помпу плазматичної мембрани і ендоплазматичного ретикулуму, Са2+-уніпортер мітохондрій, IФ3-чутливі та ріанодинчутливі Са2+-канали, P2Y - і P2X-рецептори, а також досліджено їхні властивості і особливості функціонування.

На основні аналізу отриманих результатів зроблено наступні висновки:

Na+-Ca2+-обмінник плазматичної мембрани секреторних клітин слинних залоз личинки Chironomus plumosus Характеризується низькою специфічністю до одновалентних катіонів. Ряд спорідненості катіонзв'язуючого центру Na+-Ca2+-обмінника із зовнішнього боку плазматичної мембрани до одновалентних катіонів має такий вигляд: Cs+ ? NH4+ ? K+ > Na+ > OHNH3+ ? Li+ > NH2NH3+, де співвідношення між амплітудами вхідних струмів, що супроводжують функціонування Cs+-Ca2+ - та Li+-Ca2+-обмінів, становить 2,91.

Максимальне значення амплітуди вхідних Na+-Me2+-обмінів зростають у послідовності Ca2+ > Sr2+ > Ba2+, отже специфічність Na+-Ca2+-обмінника до двовалентних катіонів теж не є високою. А значення коефіцієнта Хілла N І K0,5, навпаки, у названій послідовності суттєво зменшуються, що є свідченням наявності каталітичної регуляції Na+-Ca2+-обміну цитозольним Са2+.

Катіони перехідних D-елементів по-різному впливають на Na+-Ca2+-обмін через плазматичну мембрану секреторних клітин, що визначається їхньою здатністю до комплексоутворення з різними лігандами. Катіони Cd2+ за низької (фізіологічної) та високої [Ca2+]E стимулюють функціонування Na+-Ca2+-обмінника. Катіони Ni2+ За низької [Ca2+]E пригнічують Na+-залежне виведення Са2+ з К0,5 = 7,93 ммоль/л, N = 1,05, а за високої - стимулюють. Катіони La3+ пригнічують Na+-Ca2+-обмін як за низької (К0,5 = 0,28 ммоль/л, N = 0,33), так і за високої (К0,5 = 2,40 ммоль/л, N = 0,42) [Ca2+]E. Залежність спрямованості ефекту катіонів перехідних металів на струм Na+-Ca2+-обміну, а також констант напівінгібування та коефіцієнтів Хілла від [Ca2+]E свідчить про здатність цих катіонів витісняти Са2+ як з транспортувального, так і з каталітичного центру обмінника.

Важливу роль у підтриманні певної функціональної активності Na+-Ca2+-обмінника мембрани досліджуваних клітин відіграють SH-групи, оскільки сірковмісний протектор цих груп GSH внаслідок додавання до внутрішньоклітинного розчину у низьких концентраціях ( 1 ммоль/л) стимулює, а у вищих - пригнічує Na+-залежне виведення Ca2+. Блокування SH-груп молекули Na+-Ca2+-обмінника із цитоплазматичного боку мембрани за допомогою ПХМБ супроводжується активацією Na+-Ca2+-обміну.

Залужнення внутрішньоклітинного середовища спричиняє зменшення амплітуди струму Na+-Ca2+-обміну, в основі чого може лежати порушення каталітичної регуляції обмінника. Причиною збільшення амплітуди струму Na+-Ca2+-обміну внаслідок залужнення позаклітинного розчину, а також зменшення амплітуди струму в результаті закислення позаклітинного чи внутрішньоклітинного розчинів є зміна процесів асоціації-дисоціації транспортованих катіонів з молекулою обмінника.

Між Na+-Ca2+-обмінником і Са2+-помпою плазматичної мембрани, з одного боку, та Na+-Ca2+-обмінником та потенціалкерованими Са2+-каналами, з другого, існують тісні функціональні зв'язки навіть за умов внутрішньоклітинної перфузії, тому ми маємо підстави говорити про наявність, в першу чергу, Са2+-функціональної одиниці плазматичної мембрани. Стан цієї Са2+-функціональної одиниці визначається також залежністю Na+-Ca2+-обміну від активності Na+-K+-помпи.

Друга - ендоплазматична Са2+-функціональна одиниця об'єднує Са2+-помпу ендоплазматичного ретикулуму, ІФ3-чутливі та рінодинчутливі Са2+-канали. Цей висновок підтверджується такими фактами: 1) додавання ріанодину до середовища інкубування залоз у субмікромолярній концентрації спричиняє збільшення вмісту Са2+ у їхній тканині; 2) стимуляція ІФ3-чутливих Са2+-каналів запобігає одночасній стимуляції ріанодинчутливих Са2+-каналів чи навпаки; 3) гепарин спричиняє збільшення вмісту Са2+ у тканині залоз, оброблених сапоніном, але лише за наявності у середовищі ріанодину в активуючій ріанодинчутливі Са2+-канали концентрації.

Можна виділити ще одну, ендоплазматично-мітохондріальну Са2+-функціональну одиницю, яка складається з каналів вивільнення Са2+ ендоплазматичного ретикулуму та Са2+-уніпортера мітохондрій, оскільки дія на вміст Са2+ у тканині слинних залоз ріанодину у наномолярній концентрації та рутенію червоного, а також ІФ3 та рутенію червоного за умови поєднання їх у середовищі інкубації є неадитивними.

Са2+-транспортувальні системи секреторних клітин слинних залоз личинки комара-дергуна є чутливими до кальмодуліну, який стимулює одночасно і системи активного, і системи пасивного транспортування Са2+. Зокрема, ефект блокатора кальмодуліну хлорпромазину на вміст Са2+ у тканині залоз в значній мірі реалізується через пригнічення Са2+-помпи, Na+-Ca2+-обмінника і потенціалкерованих Са2+-каналів плазматичної мембрани. Крім того, хлорпромазин запобігає активації вивільнення Са2+ з ріанодинчутливого та ІФ3-чутливого депо. Така односпрямованість регуляції кальмодуліном різноспрямованих Са2+-транспортувальних систем має, без сумніву, фізіологічну доцільність і відповідає принципу "зміщених фаз".

Екзогенний цАМФ впливає на функціонування різних Са2+-транспортувальних систем внутрішньоклітинних депо по-різному: у концентрації 1 мкмоль/л запобігає дії екзогенного ІФ3, але підсилює спонтанне вивільнення Са2+ з гепаринчутливого депо, а у концентрації 100 мкмоль/л - ріанодинчутливими Са2+-каналами. У концентрації 10 мкмоль/л цАМФ, який вводили екзогенно, а також при стимуляції аденілатциклази форсколіном, спостерігалося збільшення нагромадження Са2+ у гепаринчутливому депо або за рахунок стимуляції Са2+-помпи, або пригнічення ІФ3-чутливих Са2+-каналів. Екзогенний цГМФ пригнічує і спонтанну активацію ІФ3-чутливих та ріанодинчутливих Са2+-каналів, і Са2+-помпу ендоплазматичного ретикулуму.

Зареєстровано також суттєві зміни кальцієвого гомеостазу під впливом донора NO нітропрусиду натрію. Частково ці зміни реалізуються через модуляцію Na+-Ca2+-обміну через плазматичну мембрану. Причому, за низьких концентрацій донора NO стимулює функціонування обмінника як у фізіологічному, так і зворотному режимах, діючи на SH-групи його молекули. За високих концентрацій до реалізації ефекту NO залучаються інші внутрішньоклітинні сигнальні шляхи.

Таким чином, у досліджуваних секреторних клітинах функціонують не менше трьох просторово окреслених кальцієвих доменів, які сформовані за участю плазматичної та внутрішньоклітинних мембран, мають різний набір Са2+-траспортувальних систем і виконують різне функціональне навантаження. Кальцієва сигналізація у базальному кальцієвому домені здійснюється за участю Са2+-функціональної одиниці плазматичної мембрани і Са2+-уніпортера мітохондрій. У межах апікального кальцієвого домену кальцієва сигналізація реалізується ендоплазматичною та ендоплазматично-мітохондріальною Са2+-функціональними одиницями. Ядерний кальцієвий домен сформований Са2+-транспортувальними системами ядерної мембрани.

Похожие статьи




Висновки - Системи трансмембранного транспортування кальцію у секреторних клітинах слинних залоз личинки Chironomus Plumosus Linnaeus

Предыдущая | Следующая