Az elektro-mechanikai kapcsolat változása myostatin hiányos egerek vázizmában

A vázizom elektro-mechanikai kapcsolata a sarcolemmán érkező elektromos jeltől (akciós potenciál) a kontrakciós válasz kialakulásáig történő lépések sorozata. A két folyamat között a kapcsolatot az intracelluláris kalciumkoncentráció ([Ca2+]i) ciklikus emelkedése hozza létre. Kifejlett vázizmon a Ca2+ intracelluláris tárolóhelyekről (szarkoplazmatikus retikulum, SR) szabadul fel, majd a kontrakció után ide is kerül vissza. A Ca2+-raktár által vezérelt Ca2+-belépés (SOCE) vázizmon is jelen van, és az SR ürülését köti össze a plazmamembránban helyezkedő Ca2+-érzékeny csatornák aktiválódásával.
A myostatin az izmok fejlődésének egyik fontos negatív szabályozó fehérjéje. A myostatin hiányos (MstnCmpt-dl1Abc) egerek fenotipusosan izomtömeg növekedést mutatnak, ami azonban a fizikai edzettségi állapot romlásával társul.
Célkitűzésünk, hogy összehasonlítsuk a myostatin hiányos és a kontroll egerek vázizmában az [Ca2+]i befolyásoló kulcsfehérjék endogén szintű eloszlását, valamint az SR-ből történő Ca2+-felszabadulás tulajdonságait.
Flexor digitorum brevis (FDB) izomhomogenizátumból készített fehérjemintákon végzett Western Blot analízis alapján a myostatin hiányos izmokban a RyR1 és a Trisk98 expressziója csökkent, míg a Casq1 és a SERCA expressziója nőtt. Ezek mellett a SOCE-ben résztvevő fehérjék (STIM1 és Orai1) expressziója mintegy 40%-al csökkent.
Funkcionális méréseink során konfokális mikroszkóppal Ca2+-tranzienseket regisztráltuk rövid és alacsony frekvenciájú (2 ms, 1 Hz), illetve hosszú és magas frekvenciájú (500 ms, 100 Hz) téringerlés során enzimatikusan izolált FDB rostokon.
Az 1 Hz-es ingerléssel kiváltott Ca2+-tranziensek amplitudójában nem volt szignifikáns különbség a kontroll és a MstnCmpt-dl1Abc egerek között. Ezzel szemben, a 100 Hz-es ingerlést alkalmazva a Ca2+-tranziensek amplitudója szignifikánsan alacsonyabb volt a MstnCmpt-dl1Abc egerek (2,07±0,10, n=13) esetén, mint kontroll állatokban (2,42±0,03, n=14).
A vázizom elektro-mechanikai kapcsolatának megértése fényt deríthet az [Ca2+]SR stabilitására hosszantartó izommunka esetén, így potenciálisan biztonságos terápiák kifejlesztésére adva lehetőséget az öregedés során és az izomsorvadásos betegségekben.