Механизмы, участвующие в поддержании нормальной концентрации ионизированного внеклеточного кальция, регулируют его абсорбцию в желудочно-кишечном тракте, экскрецию почками и процессы обмена в костях. Организм защищает себя от гипокальциемии, увеличивая его абсорбцию в желудочно-кишечном тракте, уменьшая почечную экскрецию и повышая скорость разрушения костей и деминерализации. Высокие концентрации кальция во внеклеточном пространстве приводят к снижению его абсорбции в желудочно-кишечном тракте, увеличению экскреции почками и усилению минерализации костей.
В процессе эволюции появилась клеточная мембрана для защиты клетки от окружающей среды и для поддержания ионного баланса межклеточной жидкости в состоянии, подобном тому, при котором развивалась жизнь на Земле.
В высокой концентрации Са 2+является токсином для клетки, и при резком повышении концентрации Са 2+клетка немедленно умирает. Практически при всех энзиматических взаимодействиях используется Са 2+, но в очень малых количествах. Имеется специальный клеточный механизм, поддерживающий гомеостаз Са 2+. В мембране есть каналы, благодаря которым Са 2+может проникать через мембрану. При этом кальциевые каналы являют большое разнообразие по сравнению с натриевыми каналами. С точки зрения филогенеза считается, что Са-каналы гораздо древнее, чем натриевые каналы, и в процессе развития они появляются всегда раньше.
В плане механизма действия Са 2+важно учитывать, что, во-первых, мембрана в покое очень слабо проницаема для Са 2+, поэтому не требуется больших затрат энергии для поддержания оптимального уровня Са 2+, во-вторых, имеется Са-насос, или Са 2+-Mg 2+-АTФaзa, который выкачивает Са 2+из клетки в межклеточное пространство.
Повышение содержания Ca 2+внутри клетки приводит в действие мембранный Са-насос, контролируемый Са-кальмодулином. Тогда в норме концентрация Са 2+внутри клетки понижается, клетка таким образом защищается от токсического воздействия высокой концентрации Са 2+.
Митохондрии и эндоплазматический ретикулум в гладких мышцах играют главную роль в клеточном Са-гомеостазе.
Перенос Са 2+из цитоплазмы в пространство матрикса митохондрий требует затраты энергии и может совершаться в больших количествах, в то время как перемещение из матрикса лимитировано и совершается пассивно. Если концентрация Са 2+в цитоплазме повышается, например вследствие продолжительного воздействия мессенджера (агента), тогда Са 2+в большом количестве поступает в митохондрии и большая его часть остается здесь в ионизированном состоянии. Наконец, достигается какой-то постоянный уровень, при котором обмен Са 2+между митохондриями и цитоплазмой происходит таким образом, что содержание Са 2+в цитоплазме сохраняется лишь на несколько более высоком уровне, чем в клетке в состоянии покоя. Если все же концентрация Са 2+продолжает оставаться повышенной, Са 2+начинает поступать в митохондрии или в эндоплазматический ретикулум быстрее, чем выводится из них, и происходит насыщение митохондрий. Когда способность митохондрий поглощать Са 2+истощается, избыточное содержание Са 2+приводит к дисфункции клетки и, наконец, к ее гибели.
КАЛЬЦИЙ, ГЛАДКОМЫШЕЧНАЯ МУСКУЛАТУРА СОСУДОВ, ГИПЕРТЕНЗИЯ
Ангиотензин и α-адренергические катехоламины, воздействуя на гладкомышечные клетки сосудов, вызывают их сокращение. При повышенной концентрации какого-нибудь из катехоламинов они вступают в соединение с соответствующими специфическими рецепторами на поверхности мембраны мышечной клетки сосуда и вызывают поступление Ca 2+в цитоплазму из пула плазменной мембраны и эндоплазматического ретикулума, а также происходит поступление Са 2+из межклеточного пространства через каналы с рецепторной или электрической регуляцией.
Содержание Са 2+в цитоплазме также повышается при уменьшении способности эндоплазматического ретикулума абсорбировать его и понижается при повышении содержания цитоплазматического Na +и повышении вследствие этого Na +-Са 2+-обмена. Оба эти вида обмена регулируются цАМФ таким образом, что повышенное содержание цАМФ может привести к повышению содержания Са 2+в цитоплазме.
Состояние сокращения гладкомышечных клеток сосудов зависит от степени фосфорилирования миозиновой короткой легкой цепи, которое контролируется Са-зависимой протеинкиназой, киназой миозиновой легкой цепи. Таким образом, если содержание Са 2+в цитоплазме повышается, процесс фосфорилирования миозиновой легкой цепи усиливается и АД повышается. Любые процессы, вызывающие длительное повышение содержания Са 2+в цитоплазме гладкомышечных клеток сосудов выше нормы, ведут к артериальной гипертензии.
Читать дальше
Конец ознакомительного отрывка
Купить книгу