Диссертация

Прямая трансляция защиты диссертации будет доступна в день защиты по ссылке с 17:00: https://www.bio.msu.ru/dissertations/view.php?ID=1001 Работа посвящена детальному изучению электрической активности миокарда взрослых птиц на примере японского перепела, а также основных ионных каналов и структур, вносящих вклад в ее формирование. Наряду с определением местоположения водителя ритма в сердце перепела и описанием базовых характеристик электрической активности рабочего и пейсмекерного миокарда перепела в базальных условиях, нами впервые было показано наличие токов задержанного выпрямления IKr и IKs в кардиомиоцитах птиц, а также их вклад в реполяризацию миокарда. Эти же токи обеспечивают позднюю реполяризацию миокарда человека, причем, так же, как и в миокарде перепела, основной вклад в реполяризацию кардиомиоцитов в норме вносит IKr. В данной работе впервые было показано наличие транзиторного выходящего калиевого тока Ito в миокарде взрослых птиц. Поскольку данный ток отсутствует в сердцах холоднокровных позвоночных, ранее он считался исключительным эволюционным приобретением млекопитающих. Однако, в миокарде перепела отсутствовал ультрабыстрый ток задержанного выпрямления IKur, характерный для миокарда человека. Сравнение с рептилиями показывает, что помимо тока Ito в миокарде птиц также появился ток IKs – или же ныне живущие представители класса пресмыкающихся потеряли его в ходе эволюции. Также в данной работе впервые было показано присутствие в миокарде перепела белков Kv11.1 (ERG), Kv7.1 (KvLQT1) и Kv4.3. Поскольку в миокарде млекопитающих и других позвоночных данные каналы опосредуют токи IKr, IKs и Ito, нами было сделано предположение об аналогичной молекулярной природе данных токов в миокарде птиц. Поскольку именно набор реполяризующих калиевых токов определяет реполяризацию миокарда животного, эффективность использования тех или иных кардиотропных препаратов и, соответственно, релевантность модельного объекта, данный вопрос требует наиболее подробного рассмотрения в дальнейших исследованиях. Однако, на основании полученных нами данных уже можно заключить, что миокард перепела по своим электрическим характеристикам на клеточном уровне достаточно близок к миокарду человека – по крайней мере, ближе, чем миокард крысы и мыши – и, следовательно, является перспективным модельным объектом для экспериментальной кардиологии. Вопреки предположениям, основанным на результатах предыдущих исследованиий, вход Са2+ в кардиомиоцитах перепела обеспечивался только каналами L-типа, тогда как Са2+ ток Т-типа в рабочем миокарде отсутствовал. Однако, каналы Т-типа могут вносить вклад в функционирование рабочего миокарда более мелких видов птиц с высокой частотой сокращения сердца. Еще одной особенностью рабочего миокарда птиц является обеспечение эффективного и интенсивного кальцийзависимого выброса Са2+ из СПР в ходе электромеханического сопряжения, несмотря на архаичную структуру кардиомиоцитов и отсутствие системы поперечных трубочек. В данной работе впервые была проведена оценка емкости Са2+ депо СПР кардиомиоцитов птиц и продемонстрировано функциональное взаимодействие между Са2+ каналами на сарколемме и рианодиновыми рецепторами на мембране СПР кардиомиоцитов птиц. Несмотря на отсутствие Т-трубочек, взаимодействие Са2+ каналов и рианодиновых рецепторов в миокарде птиц не менее тесно, чем в миокарде млекопитающих. По всей видимости, наряду с особым паттерном расположения рианодиновых рецепторов, роль в этом играет высокая амплитуда сарколеммального Са2+ тока. Выявленное нами с помощью метода оптического картирования местоположение водителя ритма в сердце перепела совпадает с результатами гистологических и иммунохимических исследований. Мы также впервые подробно описали электрическую активность и электрофизиологический фенотип пейсмекерных клеток, выделенных из области водителя ритма. Однако, хотя набор ионных токов и их амплитуда в пейсмекерном миокарде перепела по сравнению с таковыми в рабочем миокарде были вполне характерны для большинства позвоночных, необходимы дальнейшие исследования круговорота кальция и механизма «кальциевых часов» в пейсмекерных кардиомиоцитах.