Эволюционная потеря изоформы рианодинового рецептора может объяснить, как мышцы в покое производят тепло

Исследователи из Университета Квинсленда, Университета Ла Троб и Университета Монаша (Австралия) обнаружили, что эволюционная потеря одной из изоформ рианодинового рецептора (RyR), вероятно, объясняет, как мышцы теплокровных существ научились генерировать тепло даже в состоянии покоя. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Теплокровные существа поддерживают температуру тела за счёт тепла, производимого мышцами, даже когда они не активны. Поскольку они эволюционировали из холоднокровных существ, должен был произойти некий сдвиг в регуляции мышечных клеток.

Исследователи предположили, что ключевое изменение связано с регуляцией ионов кальция (Ca²⁺). Для производства большего количества тепла мышечным клеткам млекопитающих необходимо удерживать высокие уровни кальция в окружающей их жидкости. На удаление этого избытка тратится энергия, что приводит к выделению тепла.

Сравнивая реакцию мышечных волокон млекопитающих и холоднокровных животных на повышение уровня Ca²⁺, учёные обнаружили важное различие:

• У млекопитающих рост кальция в покоящейся мышце приводил к накоплению ионов в саркоплазматическом ретикулуме.
• У холоднокровных животных это повышение автоматически снижалось за счёт работы несколько иных типов каналов RyR.

Это означает, что у холоднокровных тепло не накапливалось, так как кальциевые насосы не должны были работать в усиленном режиме. Исследователи пришли к выводу, что потеря одного конкретного типа RyR в ходе эволюции привела к тому, что мышцы теплокровных стали менее чувствительны к накоплению ионов кальция, что и позволило использовать этот процесс для термогенеза в покое.