Koffein és depolarizáció hatására kialakult kalcium sparkok időbeli és térbeli sajátságai

A kalcium sparkok vázizomsejtekben megjelenő lokalizált kalciumfelszabadulási események, melyek önmagukban nem hoznak létre izomkontrakciót. A tanulmányozásukra hagyományosan használt pásztázó konfokális mikroszkópok időbeli felbontása a sparkok fel- és leszálló szárának részletes elemzését nem teszi lehetővé.
A jelen vizsgálatban az intakt béka vázizomban megfigyelhető sparkok vizsgálatára elsők között használt nagy sebességű konfokális mikroszkópia (x-y scan: 30 Hz, line-scan: 60 kHz) új lehetőségeket nyit ezen események tanulmányozására. Az eseményeket 1 mmol/l koffein ill. küszöb alatti depolarizáció (-60 mV) segítségével váltottuk ki. Mindkét kezelés megnövelte a sparkok frekvenciáját és megváltoztatta azok morfológiáját. Saját fejlesztésű számítógépes programot használtam a képek elemzésére.
Mind az amplitúdó (ΔF/F0; 0.49±0.025 vs. 0.29±0.001; n = 22426 vs. 23714; átlag±SEM, p<0.05), mind a térbeli félérték-szélesség (FWHM, µm; a rost tengelyével párhuzamosan: 2.33±0.002 vs. 2.21±0.005; a rost tengelyére merőlegesen: 2.07±0.003 vs. 1.88±0.004) szignfikánsan nagyobb volt koffeinkezelés után a depolarizációhoz képest. Az x-y felvételeken a sparkok 25.8%-a (koffein) ill. 16.4%-a (depolarizáció) átfedett egy, az előző képkockán látható sparkkal. Az átfedő sparkokhoz tartozó jeltömeg rövidebb utat tett meg két képkocka között a koffeinnel kezelt csoportban a depolarizált csoporthoz képest (µm; 1.80±0.017 vs. 2.95±0.082; a rost tengelyével párhuzamos komponens: 1.05±0.015 vs. 1.90±0.057; a rost tengelyére merőleges komponens: 1.21±0.014 vs. 1.85±0.062). Az FWHM-beli különbségek a line-scan felvételeken is láthatóak. Ezen képeken az egymáshoz nagyon közel lévő, egy eseményként detektált sparkok előfordulási aránya meghaladja a véletlen eloszlás esetén várt arányt. A line-scan képeken komplex eseményeket figyeltünk meg, melyek megfelelhetnek az x-y képeken látható "mozgó" sparkoknak.
Az eredmények alapján kijelenthető, hogy a sparkok kialakításában résztvevő, akár nem közvetlenül szomszédos kalciumcsatornák kapuzása nem független egymástól.