Архив публикаций

Тезисы

XIII-ая конференция

Электронно-конформационные модели рианодиновых каналов в кардиомиоците

Москвин А.С¹, Филипьев М.П.², Соловьева О.Э.², Мархасин В.С.

Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, Россия, 620219, г. Екатеринбург, ул. Первомайская 91, тел.: (343) 349-34-58, факс: (343) 374-00-70, E-mail: philipyev@yandex.ru

¹Уральский государственный университет им. А.М. Горького, Физический факультет, кафедра теоретической физики, Россия, 620083, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева 48а, тел.: (343) 261-53-68

²Уральский государственный университет им. А.М. Горького, Математико-механический факультет, кафедра вычислительной математики, Россия, 620083, г. Екатеринбург, ул. Тургенева 4, тел.: (343) 350-75-72

1  стр.

Процесс кальцием вызванного высвобождения кальция через рианодиновые каналы (RyR-каналы) саркоплазматического ретикулюма (СР) является центральным в регуляции электромеханического сопряжения в клетках сердечной мышцы.

В рамках развиваемого нами электронно-конформационного подхода (Москвин и др. // ДАН. 2005; Moskvin et al. // J Physics: Conference Series. 2005) разработаны электронно-конформационные модели изолированного RyR-канала и решетки RyR-каналов.

Модель канала описывает быстрые электронные и туннельные переходы между различными электронными состояниями канала, а также конформационную динамику канала с учетом случайных «температурных» флуктуаций. В результате параметрического анализа и численных экспериментов установлено, что модель имитирует различные типы экспериментально наблюдаемого поведения изолированного RyR-канала, возникающего в ответ на быстрый кальциевый стимул (рефрактерность, быстрый ответ и др.), и качественно воспроизводит экспериментальные зависимости вероятности открытия канала от времени (Zahradnikova et al. // J Gen Physiol. 1999).

Учет конформационных взаимодействий между RyR-каналами в электронно-конформационной модели решетки позволяет получить различные картины коллективного поведения каналов, возникающего в ответ на стимуляцию: от нечувствительности к стимулу до согласованного кооперативного открытия каналов по принципу домино. В зависимости от силы «температурных» возмущений, влияющих на конформационную динамику каналов, наряду с вызываемыми стимуляцией открытиями каналов могут наблюдаться и спонтанные открытия. Модель имитирует экспериментально наблюдаемое явление - возникновение периодического высвобождения кальция при перегрузке им СР (Fabiato // Basic Res Cardiol. 1985).

Работа поддержана грантами РФФИ (03-04-48260), CRDF (REC 005), The Wellcome Trust (074152), грантом для молодых ученых УрО РАН, грантом Министерства образования и науки РФ в рамках раздела 3.3 программы «Развитие научного потенциала высшей школы».