Исследование электрофизиологических свойств телоцитов атриовентрикулярного узла и перифокальной зоны синусного узла у человека и свиньи

Об электрофизиологических свойствах телоцитов, обнаруженных в рабочем миокарде и синусном узле (СУ), мало известно. Экспрессия телоцитами HCN4 позволяет предположить способность генерировать пейсмекерные потенциалы. Для доказательства проведения электрического импульса необходимо наличие потенциал-зависимых натриевых каналов. Предполагается, что телоциты находятся и в атриовентрикулярном узле (АВУ).

Цель. Морфологическое и электрофизиологическое исследование телоцитов АВУ и перифокальной зоны СУ.

Материал и методы. Фрагменты правого предсердия, АВУ 7 сердец реципиентов и 3 сердец свиней забирались, соответственно, при трансплантации сердца и после эксперимента для выделения культур телоцитов, гистологического, иммуногистохимического исследования с антителами к CD117, Anti-NaV1.5 (SCN5A), CD34, прижизненной конфокальной лазерной микроскопии с хлоридом кальция. Использовались методы patch-clamp.

Результаты. В культурах АВУ обнаружены CD117⁺ клетки с длинными отростками, наличие в них калиевого тока плотностью 700 пА/пФ при деполяризации мембраны до +90 мВт у человека и свиньи методом patch-clamp, кальциевые осцилляции с периодом порядка 200 сек у свиньи при повышении Ca+ концентрации. В вытянутых клетках, располагающихся между кардиомиоцитами и среди фиброзной ткани перифокальной зоны СУ, выявлена коэкспрес-сия Anti-NaV1.5 и CD34.

Заключение. В АВУ обнаружены телоциты, в культурах которых определялся К+ ток и кальциевые осцилляции. В телоцитах перифокальной зоны СУ человека были обнаружены натриевые каналы SCN5A. Этот факт свидетельствует о возможности клеток проводить электрический импульс.

1. Zhu YF, Wang XY, Lowie BJ, et al. Enteric sensory neurons communicate with interstitial cells of Cajal to affect pacemaker activity in the small intestine. Pflugers Arch. 2014;466:1467-75. doi:10.1007/s00424-013-1374-1.

2. Si X, Huang L, Gong Y, et al. Role of calcium in activation of hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channels caused by cholecystokinin octapeptide in interstitial cells of cajal. Diqestion. 2012;85(4):266-75. doi:10.1159/000337077.

3. Banciu DD, Banciu A, Radu BM. Electrophysiological Features of Telocytes. In Wang X., Cretoiu D., eds. Telocytes Connecting cells. Singapore: Springer. 2016. p.287-302. ISBN: 978-981-10-1061-3.

4. Митрофанова Л. Б., Горшков А. Н., Коновалов П. В. и др. Телоциты в синоатриальном узле человека. Морфологическое доказательство пейсмекерной активности клеток и возможности проводить электрический импульс. Российский кардиологический журнал. 2017;22(9):42-9. doi:10.15829/1560-4071-2017-9-42-49.

5. Verkerk AO, Wilders R, van Borren MMGJ, et al. Pacemaker current (If) in the human sinoatrial node. European Hearth Journal. 2007;28:2472-8. doi:10.1093/eurheartj/ehm339.

6. Кубасов И. В., Бобков Д. Е. Оптические и электрические ответы кардиомиоцитов в изолированном сердце крысы при развитии гипоксии. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2018;104(6):670-5. doi:10.7868/S0869813918060096.

7. Yue L, Xie J, Nattel S. Molecular determinants of cardiac fibroblast electrical function and therapeutic implications for atrial fibrillation. Cardiovasc Res. 2011;89(4):744-53. doi:10.1093/cvr/cvq329.

8. Sheng J, Shim W, Lu J, et al. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 2014;18(2):355-62. doi:10.1111/jcmm.12240.

9. Мельников К. Н., Вислобоков А. И., Колпакова М. Э. и др. Калиевые ионные каналы клеточных мембран. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2009;7(1):3-27.

10. Landstrom AP, Dobrev D, Wehrens XHT. Calcium Signaling and Cardiac Arrhythmias. Circ Res. 2017;120(12):1969-93. doi:10.1161/CIRCRESAHA.117.310083.

11. Melnikov KN. Calcium channels of excitable membranes. Reviews of clinical pharmacology and drug therapy. 2007;5(1):28-42. (In Russ.) Мельников К. Н. Кальциевые каналы возбудимых мембран. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2007;5(1):28-42.

12. Lang RJ, Tonta MA, Takano H, et al. Voltage-operated Ca2+ currents and Ca2+ -activated Cl- currents in single interstitial cells of the guinea pig prostate. BJU Int. 2014;114(3):436-46. doi:10.1111/bju.12656.

13. Cretoiu SM, Radu BM, Banciu A, et al. Isolated human uterine telocytes: immunocytochemistry and electrophysiology of T-type calcium channels. Histochem Cell Biol. 2015;143(1):83-94. doi:10.1007/s00418-014-1268-0.

14. DiFrancesco D. Sinoatrial If current: a target for specific heart rate reduction. Medicographia. 2002;24(3):218-24.

15. Duquette RA, Shmygol A, Vaillant C, et al. Vimentin-positive, c-kit-negative interstitial cells in human and rat uterus: a role in pacemaking? Biol Reprod. 2005;72(2):276-83. doi:10.1095/biolreprod.104.033506.