Lamb G D, Stephenson D G, Stienen G J
Department of Zoology, La Trobe University, Bundoora, Melbourne, Australia.
J Physiol. 1993 May;464:629-48. doi: 10.1113/jphysiol.1993.sp019655.
在23℃下,对蟾蜍机械分离的骨骼肌纤维中,增加渗透压和离子强度对Ca2+释放机制的影响进行了研究。通过离子置换使横管(T-)系统去极化来诱导Ca2+释放。
通过向标准钾(K-)-乙二胺四乙酸(HDTA)溶液(HDTA:六亚甲基二胺四乙酸)中添加700 mM蔗糖,将“肌浆”溶液的渗透压提高约四倍(至955 mosmol/kg),仅使去极化诱导的反应降低约46%。这种降低的很大一部分可归因于在这种高渗透压下收缩蛋白对Ca2+的敏感性降低。
添加>400 mM蔗糖本身常常会诱导大量Ca2+释放和短暂的张力反应。这种“自发”释放(a)在肌浆网(SR)大量加载Ca2+时会大大增强,(b)不受T-系统长时间或永久性去极化使电压传感器失活的影响,并且(c)被钌红(10 microM)阻断。
当通过增加K-HDTA浓度同时提高渗透压和离子强度时,去极化诱导的力量会大大降低(在818 mosmol/kg时降至35%,在1095 mosmol/kg时降至5%)。这种降低的大部分可直接归因于收缩装置的最大力量和Ca2+敏感性大幅降低。
在含有1 mM乙二醇双四乙酸(EGTA)(用于螯合释放的Ca2+)的高HDTA溶液中单次去极化后,肌浆网中剩余的少量可释放Ca2+表明,在高离子强度和渗透压(在1 mM游离Mg2+时)下去极化仍可引发大量Ca2+释放。
相反,当总Mg2+和ATP浓度与渗透压和离子强度一起提高约三倍(游离[Mg2+]增加2.7倍)时,去极化引发Ca2+释放的能力会受到极大阻碍。
通过添加4%聚乙烯吡咯烷酮(PVP-40)将分离的纤维渗透压压缩至其原位直径,部分由于收缩装置对Ca2+敏感性的增加,显著增强了去极化诱导的力量反应。
这些结果表明,细胞内渗透压、离子强度和[Mg2+]的增加如何在暴露于高渗溶液的完整肌纤维中产生短暂收缩以及随后对强直张力的抑制。