Роль ионорегулирующих мембранных белков в сопряжении возбуждения и сокращения мышц и их расслаблении при наследственных заболеваниях

Цикл сопряжения возбуждения и сокращения с последующим расслаблением скелетных мышечных волокон зависит от тонко согласованного взаимодействия потенциал-чувствительного дигидропиридинового рецептора, расположенного в области контакта рианодинового рецептора — канала высвобождения Ca2+ — и Ca2+-АТФазы саркоплазматического ретикулума. Наследственные нарушения сопряжения возбуждения и сокращения и расслабления мышц, такие как злокачественная гипертермия, болезнь центрального стержня, гипокалиемический периодический паралич и болезнь Броди, обусловлены мутациями этих элементов, регулирующих обмен Ca2+. Более 20 различных мутаций канала высвобождения Ca2+ связаны с предрасположенностью к злокачественной гипертермии — фармакогенетическому заболеванию. Другие мутации рианодинового рецептора вызывают болезнь центрального стержня. Первичные нарушения в альфа-1-субъединице дигидропиридинового рецептора лежат в основе молекулярного патогенеза гипокалиемического периодического паралича и некоторых форм злокачественной гипертермии. Показано, что в основе некоторых случаев болезни Броди, при которой нарушено расслабление мышц, лежат первичные нарушения Ca2+-АТФазы. Поскольку активность потенциал-чувствительного датчика, канала высвобождения Ca2+ и белков, связывающих ионы, регулируют и другие белки саркоплазматического ретикулума, мутации этих компонентов мышечной системы регуляции Ca2+ могут быть причиной новых, пока недостаточно охарактеризованных наследственных заболеваний мышц. Клеточно-биологические исследования нокаутных мышей помогли оценить биомедицинские последствия дефектов ионорегулирующих белков мышц.