RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2019

 / 

Июль

←  →

Физика наших дней


Кальциевые осцилляции в тромбоцитах крови и их возможная роль в "интерпретации" клеткой информации из внешнего мира

 а, б,  б,  б, в,  а, в, б,  а, б, в
а Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация
б Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН, ул. Косыгина 4, Москва, 119991, Российская Федерация
в Федеральный научно-клинический центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева Министерства здравоохранения Российской Федерации, ул. Саморы Машела 1, Москва, 117997, Российская Федерация

Ионы Са2+ в клетке играют важную роль в передаче и трактовке информации, получаемой клеткой из внешней среды. При поступлении внешних сигналов клетка может за доли секунды в несколько сотен раз увеличить концентрацию Са2+ внутри себя, что служит сигналом для включения разных систем клетки, формирующих её ответ на внешний стимул. Во многих клетках при появлении внешнего стимула концентрация Са2+ не только возрастает, но и начинает осциллировать. Сила внешнего сигнала влияет как на частоту, так и на амплитуду этих осцилляций. Есть основания предполагать, что преобразование внешнего сигнала в осциллирующий сигнал внутри клетки имеет важный информационный смысл. Рассмотрены методы измерения динамики Са2+ в клетке и механизмы формирования этих колебаний, изложены гипотезы о том, как клетка декодирует осцилляции концентрации Са2+. Основным объектом рассмотрения является тромбоцит — клетка, играющая ключевую роль в остановке кровотечения. При повреждении сосудов тромбоцит резко активируется. В процессе остановки кровотечения изначально одинаковые тромбоциты разделяются на три популяции, решающие совершенно разные задачи. По-видимому, тромбоцит как-то "интерпретирует" совокупность внешних сигналов и с помощью осцилляций концентрации Са2+ "решает", какой из популяций он будет принадлежать. Относительная простота тромбоцита позволяет надеяться, что исследования этой клетки скоро приведут к расшифровке "кода", скрывающегося за колебаниями концентрации Са2+.

Текст pdf (1 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2018.05.038335
Ключевые слова: осцилляции концентрации внутриклеточного кальция, тромбоциты, кодировка, декодировка, бифуркация Пуанкаре—Андронова—Хопфа
PACS: 87.10.Ed, 87.16.−b, 87.19.−j (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2018.05.038335
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2019/7/c/
000492057500003
2-s2.0-85076769073
2019PhyU...62..660S
Цитата: Шахиджанов С С, Балабин Ф А, Обыденный С И, Атауллаханов Ф И, Свешникова А Н "Кальциевые осцилляции в тромбоцитах крови и их возможная роль в "интерпретации" клеткой информации из внешнего мира" УФН 189 703–719 (2019)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 8 мая 2018, 10 мая 2018

English citation: Shakhidzhanov S S, Balabin F A, Obydennyi S I, Ataullakhanov F I, Sveshnikova A N “Calcium oscillations in blood platelets and their possible role in 'interpreting' extracellular information by cells” Phys. Usp. 62 660–674 (2019); DOI: 10.3367/UFNe.2018.05.038335

Список литературы (61) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (6) Похожие статьи (4)

  1. Alberts B et al Molecular Biology of the Cell (New York: Garland Science, Taylor and Francis Group, 2015)
  2. Clapham D E Cell 131 1047 (2007)
  3. Berridge M J, Bootman M D, Roderick H L Nature Rev. Mol. Cell. Biol. 4 517 (2003)
  4. Bootman M D Cold Spring Harbor Perspect. Biol. 4 a011171 (2012)
  5. Berridge M J J. Physiol. 586 5047 (2008)
  6. Ross W N Nature Rev. Neurosci. 13 157 (2012)
  7. Volterra A, Liaudet N, Savtchouk I Nature Rev. Neurosci. 15 327 (2014)
  8. Whitaker M Physiol. Rev. 86 25 (2006)
  9. Vig M, Kinet J-P Nature Immunology 10 21 (2009)
  10. Varga-Szabo D, Braun A, Nieswandt B J. Thrombos. Haemostas. 7 1057 (2009)
  11. Ringer S J. Physiol. 4 29 (1883)
  12. Shimomura O, Johnson F H, Saiga Y J. Cell. Compar. Physiol. 59 223 (1962)
  13. Ridgway E B, Gilkey J C, Jaffe L F Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74 623 (1977)
  14. Tsien R Y Biochemistry 19 2396 (1980)
  15. Woods N M, Cuthbertson K S, Cobbold P H Nature 319 600 (1986)
  16. Berridge M J Nature 386 759 (1997)
  17. Michelson A D (Ed.) Platelets (London: Academic Press, 2013)
  18. Heemskerk J W M, Mattheij N J A, Cosemans J M E M J. Thrombos. Haemostas. 11 2 (2013)
  19. Stalker T J et al Blood 121 1875 (2013)
  20. Welsh J D et al Blood 124 1808 (2014)
  21. Tomaiuolo M et al Blood 124 1816 (2014)
  22. Stalker T J et al Blood 124 1824 (2014)
  23. Welsh J D et al Blood 127 1598 (2016)
  24. Agbani E O, Poole A W Blood 130 2171 (2017)
  25. Fogelson A L, Neeves K B Annu. Rev. Fluid Mech. 47 377 (2015)
  26. Rivera J et al Haematologica 94 700 (2009)
  27. Li Z et al Arteriosclerosis Thrombos. Vascular Biol. 30 2341 (2010)
  28. Kazmierczak J, Kempe S, Kremer B Curr. Organic Chem. 17 1738 (2013)
  29. Атауллаханов Ф И и др Биологические мембраны 26 163 (2009)
  30. Dupont G Models of Calcium Signalling (New York: Springer Science, 2016)
  31. Hohendanner F et al Front. Pharmacology 5 35 (2014)
  32. Blackwell K T J. Neurosci. Meth. 220 131 (2013)
  33. Manninen T, Havela R, Linne M-L Front. Comput. Neurosci. 12 14 (2018)
  34. Dupont G et al Biochim. Biophys. Acta 1498 134 (2000)
  35. Slaby O, Lebiedz D Biophys. J. 96 417 (2009)
  36. Atri A et al Biophys. J. 65 1727 (1993)
  37. Sveshnikova A N, Ataullakhanov F I, Panteleev M A Mol. Biosyst. 11 1052 (2015)
  38. Rink T J, Sage S O Annu. Rev. Physiol. 52 431 (1990)
  39. Sage S O et al J. Thrombos. Haemostas. 9 540 (2011)
  40. Keener J, Sneyd J Mathematical Physiology Pt. 1 (Interdisciplinary Applied Mathematics, Vol. 8, Eds J Keener, J Sneyd) (New York: Springer, 2009) p. 273
  41. Bezprozvanny I, Watras J, Ehrlich B E Nature 351 751 (1991)
  42. Lytton J et al J. Biol. Chem. 267 14483 (1992)
  43. Donahue B S, Abercrombie R F Cell Calcium 8 437 (1987)
  44. Sneyd J et al Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101 1392 (2004)
  45. De Pittà M et al Phys. Rev. E 77 030903(R) (2008)
  46. De Young G W, Keizer J Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89 9895 (1992)
  47. Gillespie D T Annu. Rev. Phys. Chem. 58 35 (2007)
  48. Gelens L, Huang K C, Ferrell J E (Jr.) Cell. Rep. 12 892 (2015)
  49. BalabF A, Sveshnikova A N Math. Biosci. 276 67 (2016)
  50. Murray J D Mathematical Biology (New York: Springer, 2002); Пер. на англ. яз., Мюррей Д Математическая биология (М.-Ижевск: РХД, 2009)
  51. Oancea E, Meyer T Cell 95 307 (1998)
  52. ViolJ D et al J. Cell Biol. 161 899 (2003)
  53. Rosse C et al Nature Rev. Mol. Cell Biol. 11 103 (2010)
  54. Kupzig S, Walker S A, Cullen P J Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 7577 (2005)
  55. Cullen P J, Lockyer P J Nature Rev. Mol. Cell Biol. 3 339 (2002)
  56. Magnus G, Keizer J Am. J. Physiol. 717 (1997)
  57. Pokhilko A V, Ataullakhanov F I, Holmuhamedov E L J. Theor. Biol. 243 152 (2006)
  58. Shakhidzhanov S S et al Biochim. Biophys. Acta 1850 2518 (2015)
  59. Obydennyy S I et al J. Thrombos. Haemostas. 14 1867 (2016)
  60. Sveshnikova A N et al J. Thrombos. Haemostas. 14 2045 (2016)
  61. Rudolf R et al Nature Rev. Mol. Cell Biol. 4 579 (2003)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение