цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
B-АДРЕНОРЕЦЕПТОРЫ АКТИВИРУЮТ КАЛЬЦИЕВЫЕ КАНАЛЫ ЧЕРЕЗ g-БЕЛКИ И АДЕНИЛАТЦИКЛАЗУ
|
|
Одним из наиболее хорошо изученных примеров непрямой синаптической передачи, опосредованной внутриклеточными вторичными посредниками, является активация b -адренорецепторов в сердечной мышце под действием
Глава 10. Механизмы непрямой синоптической передачи 197
| Рис. 10.7. Норадреналин ингибиру ет активность кальциевых каналов. Токи через одиночные ионные каналы регистрировались в конфигурации cell-attached. Каналы активировались деполяризацией мембраны. При добавлении норадреналина в пэтч электрод амплитуда токов не изменялась, однако каналы начинали открываться реже и на более короткое время. Fig. 10.7. Norepinephrine Inhitijts Calcium Channel Activity. Single-channel currents were recorded in cell-attached patches; channels were activated with | 
a depolarizing pulse (top trace). When norepinephrine was included in the patch electrode, the unitary currents did not change in size, but channel openings were less frequent and of shorter duration. (After Lipscombe Kongsamut, and Tsien, 1989.)
|
| Рис. 10.8. Активация b-- адренорецепторов приводит к увеличению кальциевого тока в сердечной мышце. (А) Увеличение кальциевого тока, вызываемое активацией b -адренорецепторов, приводит к увеличению амплитуды и длительности потенциала действия и силы сокращения мышечных клеток сердца. (В) Вольтамперная характеристика кальциевого тока в миокардиоцитах измеренная в условиях фиксации потенциала в контроле и после добавления адреналина — агониста b -адренорецепторов. Fig. 10.8. Activation of b -Adrenergic Receptors in Cardiac Muscle Increases Calcium Current. (A) The increase in calcium current produced by activation of b -adrenergic | 
receptors, in this case by addition of 10--6 Η norepinephrine, increases action potential amplitude and duration and the tension produced by cardiac muscle cells. (B) Current-voltage relationship of calcium current in a myocardial cell measured under voltage clamp conditions in the absence and presence of 0, 5 μ Μ epinephrine, a b -adrenergic receptor agonist. (A after Reuter et al., 1983; В after Reuter, 1974.)
|
норадреналина 2, 30). Норадреналин вызывает учашение сердцебиения и усиление сокращений сердечной мышцы (рис. 10.8А). Увеличение сократительной силы отчасти обусловлено увеличением амплитуды и длительности фазы плато сердечного потенциала действия, что связано с увеличением лежащего в его основе кальциевого тока (рис. 10.8В). Регистрация одиночных каналов в кардиомиоцитах в конфигурации cell-attached подтвердила, что стимуляция b -адренорецепторов агонистами (норадреналином или изопротеренолом) вызывает увеличение активности кальциевых каналов (рис. 10.9). Более того, оказалось, что для получения ответа не обязательно добавлять агонист во внутрипипеточный раствор. Добавление изопротеренола в наружный раствор также вызывает увеличение активности кальциевых каналов в самом исследуемом кусочке (пэтче) мембраны, что является диагностическим тестом для ответов, опосредованных диффундирующими внутриклеточными вторичными посредниками 31, 32).
Активация b -адренорецепторов связана с увеличением кальциевой проводимости посредством внутриклеточного вторичного
198 Раздел II. Передача информации в нервной системе
|
| Рис. 10.9. Активация b -адренорецепторов вызывает увеличение активности кальциевых каналов. (А) Регистрация производилась в конфигурации cell-attached от небольшого участка мембраны, содержащего два кальциевых канала. (В) Добавление в наружный раствор изолротеренола (b -адренергический агонист) вызывает увеличение вероятности открывания кальциевого канала при деполяризации мембраны. Fig. 10.9. b -Adrenergic Agonists Cause an Increase in Calcium Channel Activity during a depolarizing pulse. (A) Recordings are from a voltage-clamped cell-attached patch. (B) Consecutive records of the activity of a patch containing two calcium channels. Addition of 14 μ Μ isoproterenoL a bg adrenergic agonist to the bath causes an increase in the probability that the calcium channel will open when the cell is depolarized. (After Tsien, 1987.) |
посредника циклического АМФ (цАМФ). Как проиллюстрировано на рис. 10.10, связывание норадреналина с b -адренорецепторами на клетках сердца активирует G-белок (Gs), освобождая его a - и bg -субъединицы. В данном случае как a, так и bg -субъединицы связываются и активируют фермент аденилатциклазу; стимулирующий эффект a -субьединицы намного сильнее, чем bg -субъединицы (эффекты различных G0- и Gbg-субъединиц на различные изоформы аденилатциклазы значительно различаются 33· 34)). Аденилатциклаза превращает АТФ в цАМФ — быстро диффундирующий внутриклеточный вторичный посредник, который активирует другой фермент — цАМФ-зависимую протеинкиназу. Каталитическая субъединица этой протеинкиназы опосредует перенос фосфата с АТФ на гидроксильные группы серина и треонина в различных ферментах и каналах, таким образом модулируя их активность.
В пользу этой схемы b -адренергической стимуляции кальциевой проводимости в кардиомиоцитах свидетельствует целая серия наблюдений 2). Например, активность кальциевых каналов увеличивается под действием форсколина, ингибиторов фосфодиэстеразы, мембранопроницаемых производных цАМФ, а также при прямой внутриклеточной инъекции цАМФ. Внутриклеточная инъекция каталитической субъединицы цАМФ-зависимой протеинкиназы также приводит к увеличению кальциевых токов, в то время как инъекция избыточного количества регуляторной субъединицы или ингибиторов протеинкиназы блокирует адренергическую стимуляцию кальциевых токов. ATP g S (аналог АТФ) усиливает адренергическую активацию кальциевых каналов путем образования стабильных фосфорилированных белков, в то время как внутриклеточная инъекция фосфатаз предотвращает адренергическую стимуляцию кальциевых токов или даже приводит к ее подавлению путем удаления фосфатных групп с фосфорилированных белков.