Ca2+ Каналы потенциал-управляемые (VOC, VGCC): введение

(Voltage-gated Ca2+-channel; VGCC, или Voltage operated channel; VOC) Потенциал-управляемые каналы впервые были обнаружены в электровозбудимых клетках . Они характеризуются тем, что при потенциале покоя (-70-80 мВ) находятся в неактивном состоянии, а их активация происходит при сдвиге потенциала в положительную область, т.е. при деполяризации мембраны . Часто VOC находят там, где Са2+ запускает секрецию, т.е. не только в электровозбудимых, но и эндокринных клетках .

Идентифицировано несколько типов VOC, различающихся по чувствительности к мембранному потенциалу и фармакологическим веществам, а также по проводимости: L- , T- , N- и P -типы. название по длительности инактивации, а два последних по типу клеток, где они были обнаружены. Каналы L (нейронный подтип)-, T-, N-, P/Q-, и недавно описанный R-тип индуцируют выброс нейротрансмиттера из пресинаптического окончания нейрона .

В клетках млекопитающих описано четыре типа потенциалоуправляемых кальциевых каналов, которые различаются по потенциалзависимости, проводимости, чувствительности к фармакологическим препаратам и по некоторым другим параметрам ( табл.10 ) ( Tsien, 1983 ; Nowycky et al., 1985 ; Reuter, 1985 ; Glossman,Striessnig, 1990 ).

Наиболее распространены кальциевые каналы L-типа (символ L обозначает long-lasting, т.е. долгоживущие) которые, будучи активированы, сохраняют это состояние относительно долго. Их повторяющиеся открывания обеспечивают длительный кальциевый ток через мембрану. Характерным признаком, отличающим кальциевые каналы L-типа от других, является их чувствительность к дигидропиридинам и другим кальциевым антагонистам ( Reuter,1985 ; Nilius et al., 1985 ; Porzig, 1990 ).

В нейронах обнаружен третий тип. Ток Ca через данные каналы в пресинаптических окончаниях ингибируется норадреналином через альфа-адренорецепторы. Электрофизиологические и фармакологические свойства разных типов потенциалуправляемых кальциевых каналов представлены в табл.10 .

В большинстве аксонов кальциевые каналы имеются только в пресинаптической мембране . Они открываются под воздействием нервного импульса.

Ионы кальция необходимы для синаптической передачи. В случае отсутствия ионов кальция во внеклеточной среде не высвобождается медиатор из синаптических пузырьков . Если искусственно ввести кальций в цитоплазму нервного окончания при помощи микропипетки, выход медиатора происходит даже без электрической стимуляции аксона.

При деполяризации мембраны кальциевые каналы открываются подобно потенциал-зависимым натриевым каналам , но они не так быстро инактивируются и обычно остаются открытыми в течение всего периода деполяризации. Так как кальциевых каналов меньше, чем других ионных каналов, а также потому, что внешние и внутриклеточные концентрации ионов кальция относительно невелики, ток, протекающий через кальциевые каналы, обычно мал по сравнению с токами, проходящими через многочисленные потенциал-зависимые калиевые и натриевые каналы.

Входящий кальциевый ток, хотя он и невелик, оказывает в клетке значительное воздействие. Концентрация ионов кальция в клетке увеличивается в 10 - 100 раз, в результате чего клетка начинает выделять медиатор . Концентрация свободных ионов кальция возрастает лишь на короткое время, они поглощаются кальций-связывающими белками, кальций-изолирующими пузырьками и митохондриями.

Ссылки: