Вкусовые клетки типа III используют классический химический синапс для нейропередачи сенсорной информации, и стимул-зависимый вход внеклеточного Са2+ через потенциал-зависимые (ПЗ) Са2+-каналы и инициируемый этим выброс нейромедиатора по механизму Са2+-зависимого экзоцитоза являются ключевыми событиями. Потенциально эффективность синаптической передачи может варьировать при изменениях внеклеточного Са2+, однако ранее мы показали, что ПЗ вход Са2+ и величина Са2+-сигналов в клетках типа III остаются инвариантными при изменении внешнего Са2+ в физиологическом диапазоне - это свидетельство функционирования механизма, обеспечивающего мониторинг внеклеточного Са2+ и подстройку нейропередачи при его девиации. Сенсором внеклеточного Са2+ может быть Са2+-чувствующий рецептор CаSR, экспрессию которого в клетках типа III мы продемонстрировали ранее. Мы предположили, что CаSR может регулировать активность ПЗ Са2+-каналов, и тогда ПЗ Са2+-токи должны быть чувствительны к агонистам/антагонистам этого рецептора. Регистрация ПЗ-токов в клетках типа III в цезиевых условиях показала наличие входящего Са2+-тока. Специфический агонист CаSR NPSR-568 подавлял этот ток, что можно было бы объяснить влиянием рецептора CаSR на активность ПЗ Са2+-каналов. Однако эффекты развивались быстро и были необратимы, указывая на возможность неспецифического действия. NPSR-568 ингибировал ПЗ-токи в клетках типа II, в которых рецептор CаSR не функционирует, подтверждая влияние этого соединения непосредственно на ПЗ-токи. Ряд других лигандов CаSR так же оказывал подобное неспецифичное действие на ПЗ-токи клеток типа III и II. В качестве альтернативы неоднозначным физиологическим данным нами предложена математическая модель, в которой постулируется, что внеклеточный Са2+ влияет на уровень ПЗ Са2+-тока не только как носитель тока, но и как CаSR-опосредованный регулятор ПЗ Са2+-каналов. При определенных параметрах модель достаточно точно воспроизводит полученную экспериментальную зависимость величины ПЗ Са2+-тока от концентрации внеклеточного Са2+.
вкусовые клетки, ПЗ Са2+-каналы, рецептор внеклеточного Са2+, кальциевая сигнализация, нейропередача, taste cells, VG Са2+-channels, extracellular Са
1. Chaudhari N., Roper S.D. The cell biology of taste. J. Cell Biol., 2010, vol. 190, pp. 285-296.
2. Huang Y.A., Maruyama Y., Stimac R., Roper S.D. Presynaptic (type III) cells in mouse taste buds sense sour (acid) taste. J. Physiol., 2008, vol. 586, pp. 2903-2912.
3. Vandenbeuch A., Zorec R., Kinnamon S.C. Capacitance measurements of regulated exocytosis in mouse taste cells. J. Neurosci., 2010, vol. 30, pp. 14695-14701.
4. Huang Y., Pereira E., Roper S.D. Acid stimulation (sour taste) elicits GABA and serotonin release from mouse taste cells. PLoS One, 2011, vol. 6 (10), pp. e25471.
5. Bystrova M.F., Romanov R.A., Rogachevskaja O.A., Churbanov G.D., Kolesnikov S.S. Functional expression of the extracellular Ca2+-sensing receptor in mouse taste cells. J. Cell Sci., 2010, vol. 123, pp. 972-982.
6. Conigrave A.D., Ward D.T. Calcium-sensing receptor (CaSR): Pharmacological properties and signaling pathways. Best Pract. Res. Clin. Endocrin. Metab., 2013, vol. 27, pp. 315-331.
7. Chen W., Bergsman J.B., Wang X., Gilkey G., Pierpoint C.-R., Daniel E.A., Awumey E.M., Dauban P., Dodd R.H., Ruat M., Smith S.M. Presynaptic external calcium signaling involves the calcium-sensing receptor in neocortical nerve terminals. PLoS One., 2010, vol. 5 (1), pp. e8563.
8. Baryshnikov S.G., Rogachevskaja O.A., Kolesnikov S.S. Calcium signaling mediated by P2Y receptors in mouse taste cells. J. Neurophysiol., 2003, vol. 90, pp. 3283-3294.
9. Kolesnikov S.S., Margolskee R.F. Extracellular K+ activates a K+ - and H+ -permeable conductance ion frog taste receptor cells. J. Physiol., 1998, vol. 507, pp. 415-432.
10. Romanov R.A., Kolesnikov S.S. Electrophysiologically identified subpopulations of taste bud cells. Neurosci. Lett., 2006, vol. 395. pp. 249-254.
11. Romanov R.A., Rogachevskaja O.A., Bystrova M.F., Jeang P., Margolskee R.F., Kolesnikov S.S. Afferent neurotransmission mediated by hemichannels in mammalian taste cells. EMBO J., 2007, vol. 26 (3), pp. 657-667.
12. Horn R., Marty A. Muscarinic activation of ionic currents measured by a new whole-cell recording method. J. Gen. Physiol., 1988, vol. 92, pp. 145-159.
13. Filopanti M., Corbetta S., Barbieri A.M., Spada A. Pharmacology of the calcium sensing receptor. Clin. Cases Miner Bone Metab., 2013, vol. 10 (3), pp. 162-165.
14. Hille B. Ion channels in excitable membranes. 3d ed. Sunderland: Sinauer Assocociates, Inc., 2001, 814 p.
15. Hess P., Lansman J.B., Tsien R.W. Calcium channel selectivity for divalent and monovalent cations. Voltage and concentration dependence of single channel current in ventricular heart cells. J. Gen. Physiol., 1986, vol. 88, pp. 293-319.
