Сотрудники кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ в содружестве с НМИЦ им. Алмазова открыли влияние белка RhoA на быстрый натриевый ток сердца. Работа, опубликованная в журнале Journal of Physiology and Biochemistry, поможет выявить мишени для новых лекарств от сердечных патологий.
В клетках сердца, как и в других клетках организма, любой процесс контролируется множеством регуляторов – это помогает системе приспособиться к изменениям окружающей среды. Rho-белки относятся к группе малых G-белков, работа которых зависит от гуанозинтрифосфата (ГТФ). Эти белки регулируют огромный ансамбль внутриклеточных процессов, в том числе процессы клеточного деления и адгезии, сборки и разборки актинового цитоскелета. Они, несомненно, важны и для регуляции работы кардиомиоцитов, а нарушение сигнальных каскадов с участием Rho-белков приводит к развитию патологических процессов сердечно-сосудистой системы.
Генерация потенциала действия, то есть электрическое возбуждение клетки, является фундаментальной способностью рабочих кардиомиоцитов. При этом формирование нормального потенциала действия невозможно без потенциалзависимых натриевых каналов. Быстрый ток ионов натрия внутрь клетки приводит к резкой перезарядке ее мембраны (фаза 0 потенциала действия). Некоторые патологические состояния, например угрожающие жизни аритмии, являются следствием нарушения работы натриевых каналов. Поэтому раскрытие нюансов регуляции их работы – важная задача современной физиологии.
Работа ученых МГУ приподнимает завесу тайны над механизмом воздействия RhoA-белка на натриевый ток кардиомиоцитов. Исследование было проведено на нескольких типах объектов: препаратах правого желудочка крысы, выделенных крысиных желудочковых кардиомиоцитах, а также клетках культуры, экспрессирующих потенциалзависимые натриевые каналы.
«Оказалось, что RhoA является негативным регулятором быстрого натриевого тока, то есть активация этого белка приводит к уменьшению амплитуды тока. Это подтверждается данными, полученными на всех объектах исследования. Воздействие активатора RhoA неизменно приводило к уменьшению амплитуды натриевого тока изолированных кардиомиоцитов и снижению скорости развития фазы 0 потенциала действия в препарате желудочка. В клетках культуры, одновременно экспрессирующих потенциалзависимые натриевые каналы и RhoA-белок, амплитуда тока была значительно меньше по сравнению с контрольными значениями», – рассказал Денис Абрамочкин, ведущий научный сотрудник кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ.
Это первое исследование, в котором описана регуляция натриевого тока белком RhoA. Изучение молекулярных механизмов наблюдаемых явлений поможет выявить мишени для новых лекарств от разнообразных сердечных недугов.
Рисунок. Потенциал действия кардиомиоцита желудочков сердца и быстрый натриевый ток, обеспечивающий фазу 0 потенциала действия. Денис Абрамочкин/МГУ