Особенности постлучевых нарушений аккумуляции ионов кальция во внутриклеточных депо тромбоцитов в различные сроки постлучевого периода

  • Ольга Георгиевна Пархимович
  • Ольга Дмитриевна Бичан
  • Клавдия Яковлевна Буланова

Аннотация

Ионы кальция являются важным внутриклеточным регулятором, повышение концентрации которых в цитоплазме играет ключевую роль в определении функциональной активности тромбоцитов, связанной с агрегацией тромбоцитов и реакцией высвобождения. Основной путь уменьшения концентрации свободных ионов кальция в цитоплазме тромбоцита – активация Ca2+-АТФазвнутриклеточных депонирующих структур и плазматической мембраны, уменьшающих цитоплазматическое содержание кальция за счет его обратного захвата в депо (ресеквестрация) и выброса Са2+ из клетки. Тромбоциты экспрессируют две изоформы Са2+-АТФазы в разных депонирующих структурах (SERCA2b и SERCA3) и две изоформы Са2+-АТФазы плазматической мембраны (PMCA1b и 4b). Изоформа SERCA2b, являющаяся Са2+-АТФазой плотной тубулярной системы, ингибируется тапсигаргином. Изоформа SERCA3, представленная в лизосомоподобных органеллах, обладает низкой чувствительностью к тапсигаргину, но высокой к tBHQ (2,5-ди-(трет-бутил)-1,4-гидрохинон). При стимуляции высокими концентрациями тапсигаргина и иономицином, вызывающими полное опустошение кальциевых депо тубулярной системы и лизосомоподобных органелл, в бескальциевой среде обнаруживаются различия в уровнях аккумулированного кальция в норме и в постлучевой период: отмечается повышение концентрации кальция на 3-и сутки в 1,4 раза. В структурах тубулярной системы тромбоцитов при действии низких концентраций тапсигаргина, ингибирующих SERCA2b Са2+-АТФазы тубулярных систем, выявлено изменение в содержании депонированного кальция у облученных животных с повышением на 3-и сутки. В условиях ингибирования Са2+-АТФазы SERCA3 в бескальциевой среде в тромбоцитах на 3-и сутки после облучения в дозе 1 Гр также отмечался более интенсивный выход ионов кальция по сравнению с контролем. На 10, 30, 90-е сутки не наблюдалось статистически значимых различий этих показателей.
В кальцийсодержащей среде наблюдалось более значительное поступление ионов кальция извне в цитоплазму вследствие активизации депо-управляемых механизмов в постлучевой период, особенно, на 3-и и 10-е сутки.

Литература

  1. Berridge MJ, Bootman MD, Roderick HL. Calcium signalling: dynamics, homeostasis and remodeling. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2003;7:517–529. DOI: 10.1038/nrm1155.
  2. Martin V, Bredoux R, Corvazier E. Platelet Ca2+ATPases. Hypertension. 2000;35:91–102. DOI:10.1161/01.HYP.35.1.91.
  3. Wuytack F, Papp B, Verboomen H. A sarcoendoplasmic reticulum Ca(2+)-ATPase 3-type Ca2+ pump is expressed in platelets, in lymphoid cells, and in mast cells. Journal of Biological Chemistry. 1994;2:1410–1416. DOI: 10.1016/S0021-9258(17)42273-3.
  4. Dean WL. Role of platelet plasma membrane Ca2+-ATPase in health and disease. World Journal of Biological Chemistry. 2010; 1(9):265-270. DOI:10.4331/wjbc.v1.i9.265.
  5. Flaumenhaft R. SERCAmnavigating calcium signaling in platelets. Blood. 2016;128(8):1034–1035. DOI: 10.1182/blood-2016- 07-723965.
  6. Martin V, Bredoux R, Corvazier E. Three novel sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase (SERCA) 3 isoforms. Expression, regulation, and function of the membranes of the SERCA3 family. Journal of Biological Chemistry. 2002;277(27):24442–24452. DOI: 10.1074/jbc.M202011200.
  7. Varga-Szabo D, Braun A, Nieswandt B. Calcium signaling in platelets. Journal of thrombosis and haemostasis. 2009;7:1057–1066. DOI: 10.1111/j.1538-7836.2009.03455.x.
  8. Berrocal M, Mata AM. The plasma membrane Ca2+-ATPase, a molecular target for Tau-induced cytosolic calcium dysregulation. Neuroscience. 2022. S0306-4522(22)00198-1. DOI: 10.1016/j.neuroscience.2022.04.016.
  9. Dean WL. Role of platelet plasma membrane Ca2+-ATPase in health and disease. World Journal of Biological Chemistry. 2010;1(9): 265–270. DOI:10.4331/wjbc.v1.i9.265.
  10. Feng M, Elaïb Z, Borgel D. NAADP/SERCA3-dependent Ca2+ stores pathway specifically controls early autocrine ADP secretion potentiating platelet activation. Circulation Research. 2020;127(7):166–183. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.119.316090.
  11. Redondo PC, Rosado JA, Pariente JA. Collaborative effect of SERCA and PMCA in cytosolic calcium homeostasis in human platelets. Journal of Physiology and Biochemistry. 2005;61:507–516. DOI: 10.1007/BF03168376.
  12. Parkhimovich OG, Bichan OD, Bulanova KYа. Postluchevyye izmeneniya regulyatsii tsitoplazmaticheskogo kal’tsiya v trombotsitakh, aktivirovannykh ADF i trombinom [Post-radiation changes in the regulation of cytoplasmic calcium in platelets activated by ADP and thrombin]. Zhurnal Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Eksperimental’naya biologiya i biotekhnologiya. 2023;1: 56–61. Russian.
  13. Vasil’yeva YeF, Brusov OS.Trombotsity, gemostaz i psikhicheskiye rasstroystva. [Platelets, hemostasis and mental disorders].Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova. 2019;119:103–108. Russian. DOI:10.17116/jnevro2019119111103.
  14. Stafford N, Wilson C, Oceandy D. The plasma membrane calcium ATPases and their role as major new players in human dise14. Stafford N, Wilson C, Oceandy D. The plasma membrane calcium ATPases and their role as major new players in human disease. Physiological Reviews. 2017;97(3):1089–1125. DOI: 10.1152/physrev.00028.201.
  15. Kovács T, Felföldi F, Papp B. All three splice variants of the human sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase 3 gene are translated to proteins: a study of their co-expression in platelets and lymphoid cells. Biochemical Journal. 2001;358(3):559–568. DOI: 10.1042/0264-6021:3580559.
  16. Bobe R, Bredoux R, Wuytack F. The rat platelet 97-kDa Ca2+ATPase isoform is the sarcoendoplasmic reticulum Ca2+ATPase 3 protein. Journal of biological chemistry. 1994;2:1417–1424.
  17. López JJ, Jardín I, Bobe R. STIM1 regulates acidic Ca2+ store refilling by interaction with SERCA3 in human platelets. Biochemical Pharmacology. 2008;75(11):2157–2164. DOI: 10.1016/j.bcp.2008.03.010.
  18. Oh-Hora M, Yamashita M, Hogan PG. Dual functions for the endoplasmic reticulum calcium sensors STIM1 and STIM2 in T cell activation and tolerance. Nature Immunology. 2008;9(4):432–443. DOI: 10.1038/ni1574.
  19. Stathopulos PB, Ikura M. Store operated calcium entry: From concept to structural mechanisms. Cell Calcium. 2017;63:3–7. DOI: 10.1016/j.ceca.2016.11.005.
Опубликован
2023-11-03
Ключевые слова: тромбоциты, γ-облучение, кальций, Са2 -АТФазы, плотная тубулярная система
Как цитировать
Пархимович, О., Бичан, О., & Буланова, К. (2023). Особенности постлучевых нарушений аккумуляции ионов кальция во внутриклеточных депо тромбоцитов в различные сроки постлучевого периода. Журнал Белорусского государственного университета. Экология, 1. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/ecology/article/view/5875