Регуляция кальциевых каналов митохондрий при инфаркте и инсульте

Для митохондрии очень важно поддерживать баланс кальция. Небольшие изменения его концентрации служат регуляторами митохондриальной активности, но резкий рост может привести к некрозу всей клетки. Такое случается, например, при инфаркте. Предотвращение сильного увеличения концентрации кальция в митохондриях может помочь предотвратить поражение тканей в этих ситуациях.

Сотрудники медицинского факультета Льюиса Каца Университета Темпл исследовали белок MCUB — паралог белка основного кальциевого канала MCU. Они обнаружили, что нокаут MCUB приводит к росту экспрессии MCU и, соответственно, к усилению тока кальция в митохондрии. Увеличение экспрессии MCU приводило к изменению состава канала: MCUB частично вытеснял MCU. Трансгенные мыши с увеличенной экспрессией MCUB отличались ослабленным притоком кальция при реоксигенации сердечной ткани после инфаркта, что уменьшало повреждения. В норме после инфаркта происходило активное встраивание MCUB в кальциевый канал — видимо, как защитный механизм.

Но есть и обратная сторона медали. Повышенная экспрессия MCUB приводит к снижению максимальной мощности митохондрий: темп клеточного дыхания оказывается серьезно ограничен. Однако через некоторое время трансгенные мыши с повышенной экспрессией MCUB возвращались к нормальному фенотипу. Активность пируватдегидрогеназы восстанавливалась, что говорит о включении компенсаторных механизмов. При этом ток кальция оставался ослаблен.

Таким образом, исследователи установили, что MCUB представляет собой «безопасный» аналог MCU. Организм использует его для защиты от индуцированного кальцием некроза. Ученых особенно привлекла плавная регулировка тока кальция — рост экспрессии MCUB приводит к постепенному увеличению количества этого белка в каналах. Это открывает возможность для терапевтической манипуляции, чтобы защитить клетки от смерти, избежав побочных эффектов. Но для этого предстоит детально выяснить механизм взаимодействия белков кальциевого канала.