Ca2+ Accumulation in Isolated Rat Heart Mitochondria Under Maintenance of Mitochondrial Potential

Кальцій є важливим сигнальним елементом та універсальним внутрішньоклітинним посередником, а також визначальним іоном у спряженні збудження і скорочення. Цей огляд присвячено опису кальцієвих рецепторів у цьому процесі у міоцитах міокарда. Основними джерелами підвищення внутрішньоклітинної концентрації іонів кальцію є його надходження з позаклітинного середовища за рахунок дигідропіридинових рецепторів і вивільнення з внутрішніх депо саркоплазматичного ретикулума через активацію ріанодинових рецепторів. Відсутність системи поперечних трубочок у міоцитах передсердя робить процес вивільнення Са 2+ специфічним порівняно з міоцитами шлуночків міокарда. У міоцитах передсердь, але не шлуночків, експресуються також інозитолтрифосфатні рецептори, які доповнюють регуляцію Са 2+-сигналу. Описані в цьому огляді останні дані щодо внутрішньоклітинних кальцієвих рецепторів розкривають більш детально спряження збудження і скорочення та деталізують Са 2+-залежну регуляцію кардіоміоцитів. Ключові слова: Ca 2+ ; ріанодиновий рецептор; кардіоміоцит; кальційіндуковане вивільнення кальцію; дигідропіридиновий рецептор.

Section: кальцієві спалахиunclassified

Role of Calcium Ions in Excitation-Contraction Coupling in Cardiomyocytes

Shkryl¹

2019

Hydrogen Sulfide Increases Calcium Accumulation in Cardiac Mitochondria and Prevents Cyclosporine a-Sensitive Mitochondrial Pore in Rat Heart

Luchkova¹,

Strutyns'ka²,

Сагач³

2017

Self Cite

Досліджували Н 2 S-залежну акумуляцію кальцію в мітохондріях серця щурів за умов функціонування циклоспорин А-чутливої мітохондріальної пори (МП). Активне накопичення Ca 2+ в органелах відбувалося у разі дії цього катіона у концентраціях 5. 10-5 і 10-4 моль/л, про що свідчить підвищення флуоресценції кальційчутливого барвника Fluo-4 AM на 46 % максимально. Встановлено, що донор сірководню NaHS у високих концентраціях (10-4 моль/л) проявляв інгібувальну, а у низьких (10-7 моль/л) активувальну дію на процес акумуляції. Показано, що Н 2 S мітохондріального походження також впливав на здатність органел накопичувати кальцій і, ймовірно, підвищував їх кальцієву ємність. Так, пригнічення Н 2 S-синтезувального ферменту 3-меркаптопіруватсульфуртрансферази її інгібітором о-карбоксиметилгідроксиламіном (О-СМН, 10-3 моль/л) вірогідно знижувало інтенсивність флуоресценції. Водночас Н 2 S, що синтезується в органелах, пригнічував формування кальційіндукованої МП. Отже, зростання Н 2 S-залежної акумуляції Са 2+ не викликає індукції МП, призводить до підвищення кальцієвої ємності органел і, як наслідок, до зниження вмісту цього катіона в цитозолі, що можна розглядати як один із механізмів кардіопротекції. Ключові слова: сірководень; акумуляція кальцію; мітохондріальна пора; серце; щури.

The Influence of Calcium Accumulation on the Function of Electron Transport Chain in the Old Rat Heart Mitochondria

Luchkova¹,

Strutyns'ka²,

Сагач³

2018

Self Cite

Досліджували показники мітохондріального дихання у серці старих щурів при використанні субстратів для I і II комплексу дихального ланцюга-глутамату та сукцинату відповідно, а також залежність цього процесу від концентрації іонів кальцію. Показано, що динаміка входу Ca 2+ в мітохондрії старих тварин відрізнялася від такої у дорослих контрольних щурів, а максимальна флуоресценція кальційчутливого барвника Fluo-4 AM в органелах при дії катіона (100 мкмоль/л) спостерігалася на 3-й хвилині і була на 27 % вищою, ніж у контролі. Отже, в старих щурів виявили більш різке підвищення вмісту внутрішньомітохондріального кальцію. Незважаючи на те, що показник вільного дихання V 2 за Чансом у 24-місячних щурів помірно зростав (з використанням сукцинату) або не відрізнявся від такого у дорослих тварин (з використанням глутамату), швидкість АДФ-стимульованого дихання знижувалася, що призводило до зменшення показників дихального контролю (ДК) за Чансом та Ларді у 1,18 та 1,6 раза (при окисненні сукцинату), а також у 1,18 та 1,4 раза (за наявності глутамату). Проте ефективність фосфорилювання АТФ, що характеризується відношенням між синтезом АТФ та поглинанням кисню (АДФ/О) не змінювалася, як і не знижувалася швидкість його фосфорилювання. Вплив іонів кальцію на процес мітохондріального дихання у дорослих щурів був дозозалежним. За низької концентрації катіона (10-7 моль/л) ДК за Ларді не змінювався, а показники ДК за Чансом та АДФ/О достовірно зростали, що свідчило про підвищення спряження процесів окиснення і фосфорилювання. Водночас у мітохондріях серця старих щурів кальцій навіть у невисоких концентраціях (10-7 моль/л) достовірно не підвищував швидкість дихання та коефіцієнт АДФ/О. Іони у концентраціях 10-5 та 10-4 моль/л призводили до часткового зниження активності роботи дихального ланцюга у дорослих тварин, а також вірогідно знижували АДФ-стимульоване дихання, коефіцієнти ДК за Чансом та Ларді у старих щурів. При цьому АДФ/О та АДФ/Δt також мали тенденцію до зниження. Ключові слова: мітохондрії; Са 2+ ; окисне фосфорилювання; дихальний ланцюг; серце; старіння.