Связь злокачественной гипертермии с термочувствительными мутантными кальциевыми каналами

Исследователи из Японии выяснили, что причиной злокачественной гипертермии (ЗГ) являются мутантные кальциевые каналы, обладающие повышенной чувствительностью к теплу. Это открытие объясняет механизм опасного для жизни состояния, возникающего в ответ на анестезию.

Механизм и исследование

• ЗГ — это состояние неконтролируемого повышения температуры тела (иногда выше 42°C) в ответ на анестезию.
• Большинство мутаций, связанных с ЗГ у человека, идентифицированы в гене рианодинового рецептора 1 типа (RyR1). Они приводят к повышенному высвобождению кальция из саркоплазматического ретикулума.
• Чтобы изучить реакцию мутантных белков на тепло, исследователи использовали инфракрасный лазер для локального нагрева культур клеток, экспрессирующих мутантные RyR1, и оценивали изменения потока кальция с помощью флуоресцентной визуализации.
• Результаты показали, что даже слабый тепловой импульс вызывает внутриклеточный выброс кальция в клетках с мутантными каналами RyR1, демонстрируя их гиперчувствительность к теплу. Этот новый ответ был назван Heat-Induced Ca²⁺ Release (HICR).
• HICR также наблюдался в скелетных мышцах, изолированных от мышиной модели ЗГ.

Положительная обратная связь

Высвобождаемый в ответ на тепло кальций может ускорять дальнейшее теплопродукцию в клетке, создавая каскадный эффект. Исследователи предполагают, что при усилении утечки кальция через мутантные каналы RyR1 индукторами ЗГ (например, анестетиками) возникает положительная обратная связь, приводящая ко всё большему высвобождению кальция.

Значение исследования

Поскольку недавние исследования указывают на тесную связь между злокачественной гипертермией и тепловым ударом, эти результаты могут также пролить свет на механизм развития теплового удара при физической нагрузке в экстремальных условиях. Более глубокое понимание этого состояния поможет в разработке профилактических и терапевтических стратегий.