Як виміряти кальцієву чутливість м'язового скорочувального апарату? Теорія та практичні рекомендації

Анотація

У серці, а також в гладеньком'язових клітинах (ГМК) судин скорочення визначається головним чином концентрацією вільного кальцію [Ca2+]i. у міоплазмі. Зміни чутливості міофіламентів до кальцію можуть бути дуже важливими в регуляції скоротливості м'язів. Натепер велику увагу фармакологів привертає саме цей шлях впливу на скоротливі властивості серцевих і судинних м'язів. Дослідження природи кальцієвої чутливості можуть стати фундаментальною основою для розробки нового покоління лікарських засобів, які впливають на тонус судин або скоротливу здатність серця за допомогою прямого впливу на скорочувальний апарат або опосередковано шляхом впливу на сигнальні шляхи, які регулюють тонус судин. Залежність величини скорочення F від [Ca2+]i. з високим ступенем точності описується рівнянням Хілла F = Fmax * [Ca2+]i•n / (EC50n + [Ca2+]i.n), яке однозначно визначається трьома параметрами: максимальним скороченням Fmax, концентрацією половинного скорочення EC50 і коефіцієнтом Хілла n. Головною метою експериментів із визначення змін кальцієвої чутливості скоротливого апарату ГМК судин за будь-якого впливу або за проведення скринінгових досліджень потенційних лікарських препаратів такої спрямованості має бути побудова залежностей сили скорочення F від [Ca2+]i. до і після впливу. Щоб вірно оцінити зміни кальцієвої чутливості міофіламентів, необхідно визначити, принаймні, зміни трьох параметрів отриманих залежностей: узагальненої спорідненості міофіламентів до [Ca2+]i, що характеризується як EC50, чутливості міофіламентів до кальцію, або Fmax, і коефіцієнта Хілла. Оптимальний експериментальний дизайн для оцінки змін кальцієвої чутливості скорочувального апарату судин включає: реєстрацію скорочувальної активності інтактних гладеньких м'язів, реєстрацію скорочувальної активності хімічно скінованих судинних препаратів, а також одночасне вимірювання [Ca2+]i і сили скорочення з використанням флуоресцентних кальцієвих індикаторів. Комплекс цих експериментів дасть можливість покрокової оцінки здатності будь-якого впливу, у тому числі й фармакологічного, змінювати кальцієву чутливість скорочувального апарату ГМК і може служити інструментом для первинного скринінгу сполук, які претендують на роль кальцієвих сенситизаторів або десенситизаторів.