Sprzężenie elektromechaniczne

w miocytach serca

Izabela Teresa Godlewska

oraz

Bartosz Maksymilian Dzienski

Sprzężenie
elektromechaniczne



Procesy łączące pobudzenie

sarkolemmy z aktywacją
układów kurczliwych

.



Niekiedy pojecie to zawęża się do

mechanizmu aktywacji kanałów
wapniowych siateczki
sarkoplazmatycznej przez procesy
toczące się w pobudzonej błonie
komórkowej.

Rola jonów Ca

2+



Jony wapnia stanowią niezbędny

element do przeprowadzenia
skurczu.



Bezpośrednim, aczkolwiek nie

jedynym, źródłem Ca

2+

jest

siateczka sarkoplazmatyczna.

Siateczka
sarkoplazmatyczna

Składa się dwóch części:



kanalikowej (składającej się z
podłużnych kanalików ciasno
oplatających sarkomery),



pęcherzykowej.

W miocytach, w których
występują kanaliki
poprzeczne (T) sarkolemy,
błony pęcherzyków pozostają
w kontakcie z błoną
kanalików.

Adenozynotrójfosfataza
wapniowa



Jest ona głównym białkiem

kanalików SS, które wiąże jony
wapnia na sarkolemmalnej
powierzchni kanalików i
transportuje je do ich wnętrza. Jej
przeciętna aktywność jest bardzo
duża, ale może zostać
zahamowana przez
fosfolamban.

PENTAMER

FOSFOLAMBANU

Diese Datei wurde unter der GNU-
Lizenz für

engstirnig

Dokumentation

veröffentlicht.

Sprzężenie Ca

2+

-ATPazy i

fosfolambanu

Wzrost

stężenia

ca2+

Wzrost

stężenia

ca2+

Fosforylacja

fosfolamban

u

Fosforylacja

fosfolamban

u

Zmniejszona

aktywność

fosfolamban

u

Zmniejszona

aktywność

fosfolamban

u

Zwiększona

aktywność

ca

2+

ATPazy

Zwiększona

aktywność

ca

2+

ATPazy

Zwiększona

intensywnoś

ć

wyłapywani

a Ca

2+

Zwiększona

intensywnoś

ć

wyłapywani

a Ca

2+

Wzrost

aktywności

fosfolamban

u

Wzrost

aktywności

fosfolamban

u

Spadek

aktywności

Ca

2+

-ATPazy

Spadek

aktywności

Ca

2+

-ATPazy

Czynniki stymulujące

fosforylację

fosfolambanu

Czynniki stymulujące

fosforylację

fosfolambanu

cAMP – jego wzrost następuje w

wyniku aktywacji receptorów

beta-adrenergicznych

sarkolemmy przez co po

otwarciu kanałów wapniowych

wzrasta stężenie Ca

2+

w

cytozolu,

cAMP – jego wzrost następuje w

wyniku aktywacji receptorów

beta-adrenergicznych

sarkolemmy przez co po

otwarciu kanałów wapniowych

wzrasta stężenie Ca

2+

w

cytozolu,

Kalmoduli

na – wiąże

Ca

2+

Kalmoduli

na – wiąże

Ca

2+

Kanały wapniowe pęcherzyków
SS



Jony wapnia w miocytach jest

magazynowane są w
pęcherzykach końcowych SS.
Błony tychże pęcherzyków
posiadają kanały, których
aktywacja powoduje
przemieszczenie się Ca

2+

do

szczeliny diady,



Średnica kanałów wapniowych

jest na tyle duża by zapewnić
bardzo szybką dyfuzje ca2+

CIRC – calcium induced release

of calcium



Jest to zjawisko „indukowanego

przez wapń wyzwalania wapnia”.
Bodźcem do wyzwolenia wapnia z
SS jest wzrost stężenia wolnego
Ca

2+

w sarkoplazmie.

Elementy czynnościowe błon

otaczających szczelinę diady

Szczelinę diady ograniczają:

1.

Błona pęcherzyka końcowego
(od strony sarkomeru),

2.

Błona kanalika poprzecznego T.

W sarkolemmie ograniczającej
szczeliny diad występują kanały
wapniowe typu L oraz
wymieniacze Na/Ca.

MIĘSIEŃ SERCOWY

Copyright © The McGraw-Hill
Companies, inc.

Kanały wapniowe typu L

Są aktywowane
przez przesunięcie
potencjału
elektrycznego błony
komórkowej powyżej
-20mV. Przesunięcie
to jest skutkiem
aktywacji kanałów
sodowych, przez
które do komórki
wpływa
depolaryzujący prąd
sodowy.

Wymieniacze Na/Ca

Są głównymi białkami
transportującymi Ca

2+

z miocytów

serca dzięki energii pochodzącej
z gradientu stężeń Na

+

,

generowanego przez pompę
sodowo-potasową. Intensywność
wymiany jonów zależy od stężeń
sodu po obu stronach błony
komórkowej. Na 3Na

+

przypada

1Ca

2+

(wymiana elektrogenna).

Wymiana Ca

2+

w szczelinie diady

Wymiana Ca2+ w szczelinie
diady

Blokowanie czynności SS i jego

skutki

Kofeina

Rianodyna

Związanie z częścią receptorową

kanałów SS siateczki blokuje

częściowo otwarte kanały Ca

2+

Związanie z częścią receptorową

kanałów SS siateczki blokuje

częściowo otwarte kanały Ca

2+

wypływanie jonów Ca

2+

do szczeliny

diady

wypływanie jonów Ca

2+

do szczeliny

diady

transport na zewnątrz komórki przez

wymieniacz

transport na zewnątrz komórki przez

wymieniacz

Tapsigargina i kwas
cyklopiazonowy

Około dwukrotnie zwalnia szybkość
narastania skurczu, nie jest to jednak
spowodowane zwiększeniem napływu
Ca

2+

do komórki. Efekt ten jest

spowodowany tym, że Ca

2+

napływający z zewnątrz jest
wychwytywany przez ATP-azę
siateczki, natychmiast przez nią
przepływa i jest usuwany na zewnątrz
przez wymieniacz Na/Ca, zanim zdąży
dotrzeć do układów kurczliwych.

Od strony klinicznej…

Zanik ekspresji Ca

2+

ATPazy SS

oraz jej aktywności jest jednym z
głównych elementów biologii
miocytów zmienionej w toku
rozwoju niewydolności serca.
Stan ten jest porównywany do
stanu miocytów w
doświadczeniach z tapsigarginą.
Mała siła skurczu serca jest
wynikiem zmniejszenia liczby
miocytów.

ZA UWAGĘ