WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Так как действие цАМФ на сократимость сердца имеет, судя по всему, модулирующий характер, возникает закономерный вопрос о наличии полностью независимых от цАМФ механизмов регуляции сердечной деятельности. Мы обнаружили, что тромбин увеличивает амплитуду сокращений сердца (рис.13). Частота сокращений сердца до добавления тромбина составляла 40 ударов в минуту и не изменялась под действием тромбина. Вызванная тромбином активация сокращений сердца была обратимой – после его отмывания амплитуда сокращений быстро опускалась до исходного уровня.

При последующем после отмывания добавлении тромбина прирост амплитуды уменьшался не сильно. Это свидетельствует об избыточном содержании рецепторов тромбина и отсутствии существенной десенситизации. Характерная для лиганд-рецепторного взаимодействия зависимость эффекта тромбина от его концентрации свидетельствует, что тромбин связывается со специфичными для него рецепторами. В такой же области концентраций тромбин вызывает увеличение концентрации ионов Са2+ в цитоплазме гладкомышечных клеток аорты крысы и человека (Yufu et al, 2005).

Рис.13. Влияние тромбина на амплитуду сокращений желудочка сердца улитки H.pomatia

Можно предполагать, что тромбин имитирует действие эндогенной протеазы, присутствующей в крови улитки H. pomatia. У млекопитающих действие тромбина на сердце и сосуды опосредовано активируемыми протеазами рецепторами первого, третьего и четвертого типа (Protease Activated Receptor PAR1,3,4 ). Селективные пептидные лиганды рецепторов PAR1 и PAR4, имитирующие действие тромбина, имеют последовательности Ser-Phe-Leu-Leu-Arg-Asn (SFLLRN) и Glu-Tyr-Pro-Gly-Lys-Phe (QYPGKF), соответственно. Мы обнаружили, что оба эти лиганда влияют на сократимость изолированного сердца H.pomatia, увеличивая амплитуду сокращений (рис.14). Пороговая концентрация, при которой данные пептиды активировали сокращение сердца, составляла около 10 мкМ. При концентрации выше 10-4 М лиганд рецепторов PAR1 вызывал контрактуру сердца. В отличие от серотонина, ни тромбин, ни пептидные лиганды не стимулировали синтез цАМФ в мембранном препарате из сердца улитки (рис.15). В клетках млекопитающих рецепторы тромбина также не активируют, а, наоборот, подавляют синтез цАМФ. Рецепторы PAR1 сопряжены с несколькими видами ГТФ-связывающих гетеротримерных G-белков: Gi, Gz, Gq/11, G12/13 (Barr et al, 1997; Marinissen et al, 2003). Если пептид SFLLRN действительно активирует сердце моллюсков через рецепторы, гомологичные PAR1, тогда он тоже может запускать разные сигнальные механизмы. Диапазон действия рецепторов PAR4, если судить по имеющимся данным, более узкий. Эти рецепторы активируют внутриклеточный кальциевый обмен через белки Gq/11 и фосфолипазу С (Macfarlane, Seatter et al, 2001).

Приведенные в настоящей работе данные свидетельствуют о наличие в

сердце моллюска H.pomatia активируемых тромбином рецепторов, гомологичных рецепторам PAR1 и PAR4 млекопитающих.

Рис.14. Зависимости амплитуды сокращений желудочков сердца H.pomatia от концентраций пептидов SFLLRN и QYPGKF, лигандов рецепторов PAR1 и PAR4, соответственно.

Рис.15. Влияние серотонина, тромбина и пептидных лигандов рецепторов PAR1 и PAR4 (SFLLRN и QYPGKF) на активность аденилатциклазы в мембранах сердца виноградной улитки.

Заключение

В настоящей работе показано, что белки Epac участвуют в цАМФ-зависимом расслаблении сосудов. Их активация приводит к уменьшению силы сокращения изолированной аорты, вызываемого вазоконстрикторным нейротрансмиттером норадреналином или альфа1-адреномиметиком фенилэфрином. Однако вопрос о том, по какому механизму осуществляется их действие, остается открытым. Возможно, что белки Epac влияют на обмен ионов Са2+ в гладкомышечных клетках (ГМК). Эксперименты, в которых было показано ингибирование форсколином подъёма [Ca2+]цит в ГМК в ответ на серотонин, позволяют высказывать такое предположение. Нельзя исключить, что активация белков Epac запускает происходящие в эндотелиальных клетках процессы, приводящие к релаксации сосудов. Расслабление сосудов, вызванное активаторами белков Epac не превышает, как правило, 50-ти процентов. В отличие от этого, активация протеинкиназы А приводит к полному расслаблению изолированной аорты, предсокращенной норадреналином. Этот факт свидетельствует в пользу того, что цАМФ-зависимые механизмы расслабления аорты, опосредованные протеинкиназой А и белками Epac, принципиально различаются.

Эксперименты, выполненные на тромбоцитах, показали, что подавление в этих клетках Са-зависимого процесса АДФ-индуцироанной агрегации под влиянием цАМФ происходит без участия белков Epac. Очень важным следствием этих опытов стало доказательство специфичности действия аналога цАМФ, активирующего Epac.

На модели изолированного сердца виноградной улитки мы показали, что обе цитоплазматические мишени цАМФ - и протеинкиназа А, и белки Epac, регулируют сердечную сократимость. Оказалось, что в сердце виноградной улитки, в отличие от сердца млекопитающих, цАМФ не является основным фактором, вызывающим увеличение амплитуды сокращений сердца, а оказывает скорее модулирующее действие. Однако остается не ясным, почему, в отличие от активатора аденилатциклазы форсколина, который вызывает увеличение амплитуды сокращения сердца, ни активатор протеинкиназы А, ни активатор белков Epac сами по себе не вызывали увеличения амплитуды сокращений сердца. Можно предположить что для проявления активаторного действия цАМФ на сердце виноградной улитки необходимо, чтобы эти два механизма работали согласованно.

Нами обнаружены в сердце улитки серотониновые рецепторы. подобные 5НТ3-рецепторам млекопитающих. Эти рецепторы не сопряжены с аденилатциклазой и представляют из себя катионные каналы, проницаемые для ионов натрия и кальция. Активации ими сокращений сердца, по-видимому, обусловлена входом ионов кальция или деполяризацией плазматической мембраны за счет входа ионов натрия и активацией потенциалуправляемых кальциевых каналов. Можно предположить, что цАМФ, образующаяся при активации 5НТ-рецепторов серотонина, сопряженных с аденилатциклазой, потенциирует активность этих каналов, действуя через протеинкиназу А, аналогично тому, как активируются потенциалуправляемые кальциевые каналы в сердце млекопитающих. Основываясь на недавно опубликованных данных о взаимодействии белков Epac с протеинкиназой А и рианодиновыми рецепторами ретикулама в кардиомиоцитах мыши (Dodge-Kafka et al., 2005), можно предположить, что в сердце белки Epac каким-то образом активируют кальциевый обмен и таким образом усиливают сократимость. Выяснение этих вопросов требует дальнейших исследований.

Рис.16. Предполагаемые механизмы регуляции сократимости сердца улитки.

В данной работе описан цАМФ-независимый механизм активации сократимости сердца виноградной улитки под действием тромбина. Полученные данные говорят о том, что тромбин действует через активируемые протеазами рецепторы PAR1 и PAR4. Это первое свидетельство того, что рецепторы данного типа есть не только у млекопитающих, но и у представителей филогенетически отдаленного типа животных - моллюсков. Однако для полной уверенности в том, что такие рецепторы у улитки существуют, их необходимо клонировать. По-видимому, окончательное решение данного вопроса будет достигнуто после расшифровки генома данного представителя брюхоногих моллюсков.

Гипотетическая модель, описывающая возможные механизмы активации сердца виноградной улитки по цАМФ-зависимому и цАМФ-независимому механизмам, изображена на рис.16. Мы предполагаем, что наиболее вероятным путем действия тромбина является активация фосфолипазы С через белок Gq, тогда как серотонин запускает два других механизма – синтез цАМФ и открывание катионных каналов, транспортирующих кальций.

ВЫВОДЫ

1.Расслабление аорты, вызванное цАМФ, опосредовано активацией протеинкиназы А и белков Epac. Одним из механизмов цАМФ-индуцированного расслабления аорты является подавление рецептор-опосредованного повышения концентрации ионов кальция в цитоплазме.

2.В отличие от сосудов, в тромбоцитах белки Epac не участвуют в проявлении действия цАМФ - подавлении АДФ-индуцированной агрегации. В данном эффекте цАМФ на АДФ-индуцированную агрегацию тромбоцитов принимает участие только протеинкиназа А.

3.Аналоги цАМФ, избирательно активирующие протеинкиназу А и белки Epac, увеличивают амплитуду сокращения сердца виноградной улитки в ответ на серотонин. Это свидетельствует об участии обеих цитоплазматических мишеней цАМФ в регуляции сократимости сердца.

4.Активация сократимости сердца виноградной улитки H.pomatia, вызванная серотонином, опосредована разными видами 5НТ-рецепторов. Одни рецепторы сопряжены с аденилатциклазой и повышают уровень цАМФ. Второй вид рецепторов подобен 5НТ3-рецепторам млекопитающих и относится к типу ионотропных рецепторов.

5.Описан цАМФ-независимый механизм активации сократимости сердца виноградной улитки тромбином. Полученные данные свидетельствуют, что тромбин активирует в сердце улитки рецепторы, гомологичные активируемым протеазами рецепторам 1-го и 4-го типов млекопитающих.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Суханова И.Ф., Кожевникова Л.М., Попов Е.Г., Подмарева О.Н., Авдонин П.В. Активаторы белков Epac вызывают расслабление изолированной аорты крысы // Доклады Российской академии наук, 2006, том 411, №5, с.1-5.

2.Соломонова В.Г., Авдонин П.П., Виниченко Е.С., Суханова И.Ф., Авдонин П.В. Активация сократимости сердца виноградной улитки H. pomatia под действием тромбина. Исследование роли cAMP. // Журнал эволюционной биохимии и физиологии, 2007, том 43, с.32-38.

3.Бердышева Л.В., Суханова И.Ф., Соломонова В.Г., Авдонин П.В. Кинетика положительной инотропной реакции сердца виноградной улитки Helix pomatia на серотонин. // Журнал эволюционной биохимии и физиологии, 2007, в печати.

4.Суханова И.Ф., Подмарева О.Н., Кожевникова Л.М., Авдонин П.В. цАМФ подавляет вторую фазу эндотелий-зависимого расслабления крысиной аорты. // 13-ое международное совещание и 6-ая школа по эволюционной физиологии, СПб, 2006, с.24-25.

5.Berdysheva L.V., Solomonova V.G., Sukhanova I.F., Avdonin P.V. The kinetic parameters of positive ionotropic effect of serotonin in the heart of snail Helix pomatia. // Материалы Международной конференции по простым нервным системам, Казань, 2006, с.6.

6. Суханова И.Ф. Исследование роли ПКА и белков Epac в цАМФ – и карбахол-зависимом расслаблении сосудов. // Тезисы докладов конференции молодых ученых Института биологии развития им.Н.К. Кольцова РАН, 2005. Онтогенез 2006, т. 37, №4, с.319.

7. Суханова И.Ф. Независимые от протеинкиназы А механизмы регуляции сократимости сердца и кровеносных сосудов циклической АМФ. Роль белков Epac. // Тезисы докладов конференции молодых ученых Института биологии развития им.Н.К. Кольцова РАН, 2006. Онтогенез 2007, т. 38, №4, с.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»