BioScience Blog – Научный Биологический блог

Известно, что мелатонин является временным организатором процессов разного порядка в организме животных. Показано ранее, что мелатонин способен регулировать не только суточные и сезонные ритмы, но и ритмы более низкого порядка, в частности, околочасовые, что показано на модели синтеза белка в гепатоцитах крыс [1].

Конечным звеном каскадов от рецепторов мелатонина во всех случаях является изменение концентрации свободного кальция в клетке (см. также [2, 3]). Кинетика белкового синтеза в клетках печени также является кальций-зависимой [1].

Мы попытались проследить влияние мелатонина на циклические процессы в клетке на уровне регуляции изменения концентрации кальция. Работу проводили на первичной разреженной культуре гепатоцитов молодых (3 мес.) крыс линии Вистар. На конфокальном микроскопе были получены изображения клеток культуры, окрашенных флуоресцентным красителем Fluo-3 AM (по методике [4]). С помощью программы Zeiss LSM рассчитывали относительную флуоресценцию для каждой клетки.

Было показано, что и контрольная, и опытная культуры неоднородны по динамике изменения относительной флуоресценции и состоят из нескольких субпопуляций. При этом общая динамика изменений относительной флуоресценции клеток контроля и опыта сходна, причем ход контрольных кривых совпадает с опытными при сдвиге их на период, равный 10 мин (соответствует времени воздействия на культуру мелатонина).

Известно, что действие мелатонина вызывает в клетке волну выделения ионов кальция из внутриклеточных депо [5]. В свете полученных данных можно предположить, что такая кальциевая волна, проходящая при действии мелатонина, вызывает задержку динамики выделения кальция в интактных клетках, являясь при этом пусковым механизмом, приводящим к синхронизации ритмов синтеза белка в отдельных клетках.

Дальнейшие исследования помогут установить корреляцию динамики выделения кальция с динамикой синтеза белка в печени крыс.

Литература

1.  Бродский В.Я., Звездина Н.Д., Фатеева В.И., Мальченко Л.А. Механизм прямых

межклеточных взаимодействий. Самоорганизация ритма синтеза белка // Онтогенез,

2006, том 37, №5, с. 384-393.

2.  Peters JL, Cassone VM, Zoran MJ. Melatonin modulates intercellular communication

among cultured chick astrocytes// Brain Res, 2005;1031(1), pp.10-9.

3.  Pogan L, Bissonnette P, Parent L, Sauve R. The effects of melatonin on Ca(2+) homeostasis

in endothelial cells// J Pineal Res, 2002;33(1), pp.37-47.

4.  Rodney G., Martin F. Calmodulin Modulates Initiation but Not Termination of Spontaneous

Ca2+ Sparks in Frog Skeletal Muscle// Biophys J., 2003, 85(2), pp. 921-932.

5.  Sjoblom M., Safsten B., Flemstrom G. Melatonin-induced calcium signaling in clusters of

human and rat duodenal enterocytes// Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 2003, 284,

pp. G1034-G1044.