Кальциевые каналы: взгляд клинического фармаколога, страница 5

     Рианодиновые рецепторы имеют несколько изоформ. В миокарде локализованы рианодиновые рецепторы типа RyR2 [14, 23]. Активация рецептора RyR2, а значит и высвобождение кальция из СПР, происходит даже при небольшом повышении концентрации кальция в цитоплазме кардиомиоцита. Такое небольшое повышение концентрации кальция в цитоплазме в литературе называют “кальциевой искрой” [26]. Основной причиной возникновения кальциевой искры является открытие цитопалазматических потенциал-зависимых кальциевых каналов. Рианодиновый рецептор RyR2 имеет молекулярную массу 564711 дальтон и представляет собой так называемый гомотетрамер (рисунок 1). RyR2 локализованы вблизи сарколеммы, что имеет большое значение для функционирования рианодиновых рецепторов, о чем говорилось выше. Рецептор RyR2 имеет места связывания с кальмодулином и так называемым FK506-связывающим белком, в литературе обозначаемым как FKВР (рисунок 1) [14]. FK506-связывающий белок выполняет функцию своеобразного стабилизатора, который связывает мономеры рианодинового рецептора в тетрамер. С этим белком связывается иммунодепресант FK506, при этом происходит диссоциация мономеров рецептора RyR2, то есть дестабилизация рецептора RyR2. Рецептор RyR2 имеет следующие размеры: ширина 28 нм, высота 14 нм. Основным стимулирующим сигналом для активации рецепторов RyR2Р, а следовательно и высвобождении кальция из СПР является, как указывалось, повышение ионов кальция в цитоплазме («кальциевая искра») [14]. Рецепторы RyR2 активируются (открываются) при концентрации ионов кальция от 1-100 мкмоль/л. Активировать рецепторы RyR2 способны АТФ и некоторые другие нуклеотиды. Доказано активирующее действие кофеина на рецепторы RyR2, при этом происходит их быстрая активация и быстрая инактивация [23]. Высокой афинностью к рецепторам RyR2  обладает соединение рианодин, который при низких концентрациях (1-100 мкмоль/л) необратимо блокирует эти рецепторы и препятствует высвобождению кальция из СПР. Естественным физиологическим регулятором активности рецепторов RyR2 является цАМФ-зависимая протеинкиназа. При фосфорилировании этим ферментом рианодинового рецептора происходит его активация. Другим физиологическим регулятором рианодинового рецептора, приводящим к его ингибированию является кальмодулин. В рецепторе RyR2 имеется от 2 до 6 мест связывания с кальмодулином. Доказано, что с 1 мономером рианодинового рецептора могут связаться 4 молекулы кальмодулина. Следует отметить, что кальмодулин очень медленно отсоединяется от рецептора RyR2  [14, 23, 29].

Рисунок 1. Реконструированный вид рианодинового рецептора RyR2. Соостветственно сверху вниз: вид со стороны СПР, вид со стороны цитозоля, вид сбоку.  Место связывания FKВР- левый конец двойной стрелки, которое находится в 9 нм от места связывания с кальмодулином  (правый конец двойной стрелки) [14].

     В сарко-плазматическом ретикулуме (СПР) находятся 2 белка функция которых состоит в удержании или депонировании ионов кальция в СПР. К таким белкам относятся кальцикустрин и калретикулин. Кальцикустрин имеет 2 изоформы: «сердечную» и изоформу скелетной мускулатуры. Калретикулин является главным кальций-связывающим белком «немышечных» клеток, при этом кальций выполняет роль регулятора белкового синтеза и синтеза нуклеиновых  кислот [14, 26].

     Необходимо упомянуть еще о двух белках: триадине и юнктине. Эти белки служат для «физического» сцепления между рецепторами RyR2 и кальцикустрином [14, 26].

Предполагают, что триадин и юнктин способствую «разгрузке» кальцикустрина от ионов кальция при активации рецепторов RyR2 [26].

     Рецептор инозитола-1,4,5-трифосфата (IР3-рецепторы) по аналогии с рианодиновым рецептором имеет структуру тетрамера [14, 24]. IР3-рецептор активируется инозитол-1,4,5-трифосфатом, который образуется путем гидролиза фосфотидилинозитол-4,5-бифосфата под действием фермента фосфолипаза С. Фосфолипаза С активируется через G_S–белок при стимуляции α-адренорецепторов, рецепторов ангиотензина II, эндотелииновых рецепторов. Существует несколько изоформ IР3-рецепторов, кардиоспецифической изоформой является IР3R3 [14, 24].

4.2 Саркоплазматическая кальциевая АТФ-аза

     Саркоплазматическая кальциевая АТФ-аза переносит 2 иона кальция из цитозоля в СПР против ионного градиента, затрачивая при этом макроэргические связи АТФ [27]. Вместе с натрий-кальциевым-обменником и сарколеммальной кальциевой АТФ-азой, саркоплазматическая кальциевая АТФ-аза устраняет кальций из цитозоля способствуя расслаблению кардиомиоцитов. Саркоплазматическая кальциевая АТФ-аза кодируется 3 генами и имеет 5 изоформ [14]:

·  изоформа скелетной мускулатуры кодируется геном SERCA1a,

·  изоформа фетальной скелетной мускулатуры кодируется геном SERCA1в,

·  изоформа миокарда кодируется геном SERCA2a,

·  изоформа гладкомышечных и «немышечных» клеток кодируется геном SERCA2в,

·  изоформа локализованная в различных тканях в том числе и «немышечных» кодируется геном SERCA3.

     Регулятором активности саркоплазматической кальциевой АТФ-азы является белок фосфоламбан. Дефосфорилированный фосфоламбан является ингибитором саркоплазматической кальциевой АТФ-азы. Фосфорилирование фосфоламбана кальций-кальмодулин-зависимой киназой и протеинкиназой А приводит к активации саркоплазматической кальциевой АТФ-азы. Фосфоламбан не имеет изоформ [25, 27, 28].

Таким образом, процесс сопряжения возбуждения и сокращения обеспечивается целым комплексом  структур, регулирующих внутриклеточный уровень кальция. Эти сруктуры могут выступать в качестве фармакологических мишеней для лекарственных препаратов, влияющих на сопаряжение возбуждения и сокращения. В частности в клиническую практику широко внедрены блокаторы медленных калциевых каналов (БМКК). Они широко и с успехом применяются при многих сердечно-сосудистых заболеваниях, заболеваниях нервной системы, ЖКТ, применяются в акушерстве. Перспективным направлением является разработка лекарственных средств, селективно действующих на другие кальций-регулирующие структуры. Эти препараты могли бы повысить эффективность и безопасность медикоментозной терапии прежде всего сердечно-сосудистых заболеваний. Однако на сегодняшний день БМКК являются единственными модуляторами внутриклеточного содержания кальция [2, 5, 6].