Чтобы многоклеточный организм успешно функционировал, клеткам в его составе постоянно требуется обмениваться актуальной информацией, подобно тому, как мы посылаем друг другу сообщения в соцсетях. Чтобы избежать информационного хаоса, и сообщения на тему погоды не попали в топик, например, криминальных новостей, у клеток в ходе эволюции образовались специализированные структуры на их поверхности, каждая из которых распознаёт конкретный сигнал-сообщение. Эти структуры – клеточные рецепторы. Наука о рецепторах относительно молодое направление, так что постоянно дополняется новыми открытиями касательно «межклеточного общения».

Одно из таких открытий, статья по которому недавно вышла в авторитетном международном журнале Archives of Biochemistry and Biophysics, принадлежит группе учёных из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН под руководством Юрия Моисеевича Кокоза.

Исследователи обнаружили наличие на кардиомиоцитах – клетках, входящих в состав сердца, трёх подтипов альфа2-адренорецепторов (А, В и С), которые ответственны за синтез молекулы оксида азота (NO) и снижение уровня ионов внутриклеточного кальция. Оба эти компонента необходимы для штатной работы сердца. Оксид азота - известный в науке миорелаксант, он приводит к расслаблению сердечной мышцы и её эффективному отдыху от нагрузок. Ионы кальция необходимы для запуска сокращения мышечных клеток. В ходе сокращений концентрация кальция в клетках то многократно возрастает, то снижается до фоновых значений. В различных патологических состояниях (гипертензия, гипертрофия миокарда, аритмии) механизм утилизации кальция из внутриклеточной жидкости страдает, и избыточный кальций начинает накапливаться в клетке. Это может привести к явлению апоптоза – «самоубийства» клетки, что прямо влияет на жизнеспособность организма.

Науке давно известно, что белки нашего организма (а рецепторы – это всегда белковые молекулы) регулярно обновляются с той или иной скоростью. Отработанные рецепторы, то есть те, которые перестали участвовать в восприятии сигналов, направляются внутрь клетки для дальнейшей разборки на составные элементы (аминокислоты).

В ходе исследования удалось установить, что у животных, страдающих сердечными недугами, синтез альфа2-адренорецепторов повышен, но, несмотря на это, увеличен и распад, по меньшей мере, А-подтипа. Кроме того, оказалось, что, способность активатора альфа2-адренорецепторов фармакологического агента гуанабенца стимулировать синтез оксида азота и снижать уровень кальция в кардиомиоцитах SHR экстремально подавлена.

Комментирует первый автор исследования, ведущий научный сотрудник ИТЭБ РАН Юрий Моисеевич Кокоз:

«Мы обнаружили, что у спонтанно-гипертензивных крыс линии SHR (это модель животных для изучения сердечно-сосудистых и некоторых эндокринных заболеваний, у таких крыс с раннего возраста кровяное давление намного выше, чем у их диких собратьев) – количество рецепторов альфа2А и альфа2В подтипов существенно выше, чем у животных, имеющих нормальное кровяное давление. Однако при этом их рецепторные молекулы живут существенно меньше. То есть рецепторов много, но они неэффективны. Почему так происходит, ещё предстоит выяснить. По-видимому, у SHR крыс запускается какой-то компенсаторный механизм, который увеличивает количество белка этих рецепторов, однако, как показывают результаты исследования, этот механизм всё равно не функционален. То есть у SHR дело не столько в абсолютном количестве этих рецепторов, сколько в дефиците передачи сигналов. Условно говоря, сообщение в почту приходит, но попадает в папку «Спам», и информация адресатом всё равно не воспринимается».

Является ли обнаруженное снижение работоспособности альфа2-адренорецепторов причиной или же следствием развития патологии в сердце спонтанно-гипертензивных крыс, ещё только предстоит установить. Однако полученные результаты открывают новые перспективы эффективного управления сократимостью сердечных клеток.

«Повышение работоспособности альфа2-адренорецепторных сигнальных путей может рассматриваться как одно из перспективных направлений защиты сердца от кальциевых перегрузок, имеющих место при возникновении и развитии сердечно-сосудистых патологий. Кроме того, активация разных подтипов альфа2-адренорецепторов высокоспецифичными соединениями может помочь снизить возможные побочные эффекты от применяемых в клинической практике так называемых «общих» активаторов, задействующих работу сразу всех подтипов», - отмечает Юрий Моисеевич Кокоз.

Источник: Kokoz YM, Evdokimovskii EV, Maltsev AV. Upregulation of α2-adrenoceptor synthesis in SHR cardiomyocytes: Recompense without sense - Increased amounts, impaired commands. Arch Biochem Biophys. 2019 Oct 15;674:108109. doi: 10.1016/j.abb.2019.108109.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31541620

 

Материал подготовила: Наталья Быкова
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru