Н

Низькопорогови кальциевые каналы

Низькопорогови кальциевые каналы (англ. Low Voltage Activated или T-type calcium channels) — потенциалзависимые ионные каналы, генерирующие входящий кальциевый ток, активируясь при небольших отрицательных значениях мембранного потенциала (между -60 и -40 мВ). Ток через НПКК характеризуется маленькой (англ. T iny) проводимостью и скоротечной (англ. T ransient) формой. Поэтому эти каналы еще называют кальциевыми каналами Т-типа.

Классификация и номенклатура

К НПКК принадлежат три представителя, которые отличаются друг от друга особенностями главной пороформуючои субъединицы: Саν3.1, Саν3.2 и Саν3.3. Cav3 — общее название всех НПКК (Са — главный ион, проходит через канал; v — от англ. V oltage, что означает потенциалозалежнисть 3 — третья группа среди потенциалзависимых кальциевых каналов).

Молекулярная структура

Каналы Т-типа состоят только из порформувальнои субъединицы α1. Дополнительных субъединиц для своего функционирования они не нуждаются. Субъединица α1 — достаточно большая (> 200 кДа) белковая молекула, состоящая из четырех повторов — мотивов (I, II, III и IV). Каждый мотив имеет 6 трасмембранних сегментов (S1-S6). Между сегментами S5 и S6 находится петля, формирует время (pore-forming loop — Р), из которой образуется Ионселективный фильтр. Сегмент S4 является сенсором потенциала, имеет в своем составе остатки аминокислот аргинина и лизина, предоставляющих ему положительный заряд. Различия между подтипами каналов Т-типа заключаются в разнообразии их порформувальних субъединиц. Соответственно для подтипа Саν3.1 — это субъединица α1G (ген, ее кодирует САСNA1G), подтипа Саν3.2 — α1H (ген САСNA1Н) и Саν3.3 — α1I (ген САСNA1И).

Электрические свойства

Низькопорогови каналы активируются при небольших отрицательных значений мембранного потенциала (между -60 и -40 мВ) и быстро инактивируются. Ток через НПКК характеризуется маленькой (англ. Tiny) проводимостью и скоротечной (англ. Transient) формой.

По кинетическим свойствам кальциевые токи Т типа делят на «быстрые» (Саν3.1, Саν3.2) и «медленные» (Саν3.3). В «быстрых» постоянная времени активации составляет несколько мс, инактивации — десятки мс, а у «медленных» активационная — десятки мс, постоянная времени инактивации может достигать сотен мс.

Активация Т-каналов происходит при условии гиперполяризации клетки. Считается, что предыдущая гиперполяризация нейрона ниже -70 мВ выводит НПКК с инактивации.

Деятельность таких НПКК вместе с некоторыми другими каналами приводит к генерации низкопороговых спайков (НПС), что является основой пейсмекерного и ритмической активности клеток. Гиперполяризация предопределяет появление Иh-тока, созданного неселективными катионными каналами, активированными гиперполяризацией. Иh-ток деполяризует мембрану до такого уровня потенциала, при котором активуются НПКК и возникает низкопороговых спайк. На вершине спайку, в результате дальнейшей деполяризации мембраны и достижения порогового потенциала активируются потенциалзависимые натриевые каналы (генерируется пачка быстрых ПД). Далее активируются Са 2+ зависимые калиевые каналы. Токи через них обусловливают гиперполяризацию мембраны и возвращение потенциала до уровня, необходимого для активации Иh-тока. Далее события повторяются.

Физиологические функции

Каналы Т-типа представлены в различных участках нервной системы (наиболее высокую их концентрацию обнаружено в таламусе и сенсорных нейронах), они найдены в таламокортикальных нейронах переключающих и ретикулярных ядер таламуса, а также в коре головного мозга. Кроме нервной системы Т-каналы распространенные и в других тканях: сердечной мышце, почках, гладких мышцах, печени, надпочечниках, сетчатке глаза, яичках. Есть сведения, что НПКК преимущественно экспрессируются в тканях на эмбриональных и ранних постанатальних стадиях развития. Это наводит на мысль о роли Т-каналов в дифференциации и пролиферации.

Благодаря тому, что НПКК способны включаться при потенциалах близких к потенциалу покоя, они играют важную роль в генерации спонтанной ритмической активности так называемых эндогенных пейсмекерных (beaters) и залповых клеток (bursters).

Низькопорогови кальциевые каналы беспозвоночных

Впервые низкопороговых кальциевый ток в нейронах моллюсков рода Helix были измерены киевскими биофизиками из Института физиологии АН УССР 1989 года. Первого представителя подсемейства было выделено и исследовано канадскими учеными в 2010 году. Беспозвоночные имеют лишь один ген низкопороговых кальциевого канала, имеющего ортологи в большинстве типов Metazoa, включая Trichoplax и кишечнополостных. Позже было установлено, что в отличие от белков позвоночных этот канал имеет меньшую кальциевую селективность, а его сердечный сплайс-вариант гораздо эффективнее пропускает натрий, чем кальций.

Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Проверьте также
Закрыть
Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть