«Селективная гипотиза»

Дек 7 • Без рубрики • 1069 Просмотров • Комментарии к записи «Селективная гипотиза» отключены

В процессе разработки «селективной гипотезы» функционирования наружного сегмента (НС) палочкового фоторецептора определена зависимость чувствительности рецептора от концентрации циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ) и ионов кальция (Са2+) в плазме НС и последовательность адаптационных изменений состава плазмы НС в зависимости от уровня светового возбуждения.

897678В процессе темновой адаптации нормально функционирующего рецептора ионы Са2+ сбрасываются с внутренней поверхности плазматической мембраны (ПМ) в плазму НС, открываются Na+ проводящие каналы и происходит деполяризация ПМ. Сброшенные и плазматические ионы Са2+ диффундируют к дисковой мембране (ДМ) и связываются ею. Известно, что фермент гуанилатциклаза (ГЦ) связан с ДМ, а фермент фосфодиэстераза (ФДЭ) связан с ПМ. Фермент фосфодиэстераза (ФДЭ) дезактивируется, поскольку концентрация ионов Са2+ у ПМ уменьшается. Уровень цГМФ в плазме будет зависеть от активности гуанилатциклазы (ГЦ). Пока уровень кальция в плазме НС вблизи ДМ больше 10-6М — ГЦ дезактивирована. ДМ продолжает связывание плазматического кальция, чувствительность рецептора будет расти пропорционально связываемому кальцию. Уменьшение кальция в плазме до уровня 10-6М активирует ГЦ, начинается процесс синтеза цГМФ, что сопровождается увеличением чувствительности рецептора. При достижении рецептором предельной чувствительности начинается сброс кальция с ДМ в плазму. Увеличение концентрации ионов Са2+ более 10-6М дезактивирует ГЦ и чувствительность устанавливается на уровень предельной. Любой световой стимул (или увеличение подсветки) будет сопровождаться сбросом кальция в плазму и уменьшением чувствительности. Снятие этого стимула возвратит чувствительность к исходному уровню связыванием ДМ плазматического кальция. Т.о. система отслеживает уровень фоновой подсветки и устанавливает возможную наибольшую чувствительность рецептора на этот уровень. Аналогично система отслеживаеет любой уровень светового возбуждения. Очевидно, динамический диапазон кальциевой регулировки чувствительности при любом уровне адаптации составляет 2 — 3 логарифмические единицы без заметного изменения нуклеотидного состава плазмы. Этот диапазон определяется отношением уровня плазматического кальция активирующего ФДЭ к уровню активации ГЦ. Начало светового воздействия вне динамического диапазона кальциевой регулировки, сброс диском кальция в плазму и повышение его концентрации у ПМ активирует ФДЭ. Активизация ФДЭ сопровождается быстрым гидролизом цГМФ. По мере диффузии к плазматической мембране Са2+ происходит закрытие Na+ проводящих каналов и поляризация ПМ. Связывание Са2+ ПМ приводит к уменьшению плазматического кальция, дезактивации ФДЭ и стабилизации уровня цГМФ. Продолжение связывания Са2+ ПМ приводит к уменьшению концентрации кальция в плазме вблизи ДМ до уровня активации ГЦ и началу синтеза цГМФ, что сопровождается деполяризацией ПМ. Одновременно начинается увеличение чувствительности рецептора и дополнительный сброс Са2+ с ДМ. ГЦ дезактивируется, и чувствительность устанавливается на уровень светового стимула. Такое развитие процесса световой адаптации в НСП хорошо согласуются с наблюдательными данными.

В этой связи представляется интересным предложить следующую интерпретацию известной болезни «сумеречной слепоты». Имеется ввиду функциональная расстройка, не патологическая.
Чувствительность рецептора зависит от концентрации Са2+ и цГМФ в плазме НС. Увеличенная концентрация Са2+ удерживает ФДЭ в активированном состоянии, что приводит к значительному уменьшению уровня цГМФ и снижению чувствительности. Поляризационный импульс при таком состоянии плазмы НС должен иметь крутой передний фронт вне зависимости от уровня подсветки (уровня начальной адаптации). Это может быть легко установлено с помощью ретинограмм. При темновой адаптации будет отсутствовать затягивание импульса. Терапевтическое выведение Са2+ из НС покажет увеличение пороговой чувствительности.

Наталья Александровна Кульбацкая, медфизик-эксперт

Похожие Записи

« »