T-խողովակներ

**T-խողովակներ** (**տրանսվերսալ խողովակներ**), բջջաթաղանթի ելուստներ, որոնք թափանցում են կմախքային և սրտային մկանային բջիջների կենտրոնը։ Քանի որ դրանց թաղանթները պարունակում են իոնային խողովակների, փոխադրիչների և պոմպերի մեծ խտություն, T-խողովակները ապահովում են գործողության պոտենցիալի արագ փոխանցումը դեպի խորանիստ բջիջներ, ինչպես նաև կարևոր դերակատարում ունեն այս բջիջներում կալցիումի կոնցենտրացիայի կարգավորման մեջ։

Այս մեխանիզմների միջոցով T-խողովակները թույլ են տալիս, որ սրտամկանի բջիջները ավելի ուժեղ կծկվեն, սինխրոնիզացնելով կալցիումի ձերբազատումը սարկոպլազմատիկ ցանցից՝ ամբողջ բջջով մեկ։ T-խողովակների կառուցվածքն ու գործառույթը կարող են փոփոխվել ինչպես կարդիոմիոցիտների յուրաքանչյուր կծկման ընթացքում, այնպես էլ տարբեր հիվանդությունների ազդեցությամբ, ինչը կարող է նպաստել սրտային անբավարարության և առիթմիաների զարգացմանը։ Չնայած այս խողովակները առաջին անգամ նկարագրվել են դեռևս 1897 թվականին՝ T-խողովակների կենսաբանական նշանակությունը և դերը ուսումնասիրվում են մինչ օրս։

## Կառուցվածք
T-խողովակները ձևավորվում են նույն ֆոսֆոլիպիդային երկշերտից, ինչ կմախքային մկանների կամ սրտամկանի բջիջների մակերեսային թաղանթը՝ սարկոլեմման։ Դրանք մի ծայրով անմիջապես միանում են սարկոլեմմային, ապա խորանում բջջի ներս՝ ձևավորելով խողովակների ցանց, որի հատվածները սարկոլեմմայի նկատմամբ ընթանում են լայնական և ուղղաձիգ ուղղությամբ։ Այս բարդ կողմնորոշման պատճառով երբեմն T-խողովակները անվանում են տրանսվերս-աքսիալ (լայնական-ուղղաձիգ) խողովակային համակարգ։ T-խողովակի ներսը կամ լուսանցքը բաց է դեպի բջջի մակերեսը, ինչը նշանակում է, որ այն լցված է հեղուկով, որի բաղադրությունը նույնն է, ինչ բջիջները շրջապատող արտաբջջային հեղուկինը։ T-խողովակների թաղանթը նույնպես պարազապես խողովակ չէ, այն սպիտակուցներով հարուստ ակտիվ թաղանթ է, և կարող է ունենալ L-տիպի կալցիումական անցուղիներ, նատրիում-կալցիումական պոմպեր, կալցիում ԱԵՖ-ազներ և β-ադրենոընկալիչներ։

Մկների, առնետների, ճագարների և կատուների սրտամկանի բջիջներում T-խողովակները ձևավորվում են միայն ծնվելուց հետո (օրինակ առնետների մոտ ծննդից մոտ 4-9 օր անց), իսկ այլ տեսակների մոտ ինչպիսիք են կովերը, ծովախոզուկները, ոչխարները և մարդիկ, դրանք առկա են պտղի զարգացման շրջանից սկսած։ T-խողովակները հայտնաբերվում են մեծամասամբ փորոքային մկանաբջիջներում գրեթե բոլոր տեսակների մոտ, իսկ խոշոր կաթնասունների մոտ թե նախասրտային, թե փորոքային սրտամկանի բջիջներում (կարդիոմիոցիտներում)։ Տարբեր տեսակների մոտ՝ սրտամկանի բջիջներում T-խողովակների տրամագիծը կազմում է մոտ 20-450 նանոմետր և դրանք սովորաբար տեղակայված են Z-սկավառակների շրջանում, որտեղ ակտինային մկանաթելերը խարսխվում են բջջի ներսում։ Սրտի ներսում գտնվող T-խողովակները սերտորեն կապված են ներբջջային կալցիումական պահեստների՝ սարկոպլազմատիկ ցանցի հետ, հստակ հաստվածներում, որոնք կոչվում են ծայրային ցիստեռներ։ Կմախքային մկանների բջիջներում T-խողովակները երեքից չորս անգամ ավելի նեղ են, քան սրտամկանի բջիջներում և ունեն 20-ից 40 նմ տրամագիծ: Դրանք սովորաբար տեղակայված են միոզինային գծի երկու կողմերում՝ A և I գոտիների միջև համընկնման միացման տեղում (A-I միացում): Կմախքային մկանների T-խողովակները կապված են երկու ծայրային ցիստեռների հետ, որոնք հայտնի են որպես եռյակ:

### Կարգավորիչներ
T-խողովակային համակարգի ձևը ստեղծվում և պահպանվում է տարբեր սպիտակուցների կողմից։ Ամֆիֆիզին-2 սպիտակուցը կոդավորվում է BIN1 գենի կողմից և պատասխանատու է T-խողովակի կառուցվածքի ձևավորման և համապատասխան սպիտակուցների (մասնավորապես L-տիպի կալցիումական անցուղիների) T-խողովակային թաղանթի ներսում տեղակայման համար։ Ջունկտոֆիլին-2-ը կոդավորվում է JPH2 գենի կողմից և նպաստում է T-խողովակի թաղանթի և սարկոպլազմային ցանցի միջև կապի ձևավորմանը, որը կենսական նշանակություն ունի դրդում-կծկում հաջորդականության համար։  Տելետոնին անվամբ հայտնի տիտինին ծածկող սպիտակուցը, կոդավորվում է TCAP գենի կողմից և նպաստում է T-խողովակների զարգացմանը, ինչպես նաև պատասխանատու է մկանների աճի հետ զուգահեռ T-խողովակների թվի աճի համար։

## Գործառույթ
### Դրդման-կծկման զուգակցում
T-խողովակները կարևոր օղակ են բջջի էլեկտրական դրդումից մինչև դրա հետագա կծկումը (դրդման-կծկման զուգակցում) անցնող շղթայում: Երբ անհրաժեշտ է մկանի կծկում, նյարդի կամ հարակից մկանային բջջի կողմից խթանումը լիցքավորված մասնիկների բնորոշ հոսք է առաջացնում բջջային թաղանթով, որը հայտնի է որպես գործողության պոտենցիալ: Հանգստի վիճակում թաղանթի ներքին կողմում դրական լիցքավորված մասնիկներն ավելի քիչ են, քան արտաքին կողմում և թաղանթը նկարագրվում է որպես բևեռացված։

Գործողության պոտենցիալի ժամանակ դրական լիցքավորված մասնիկները (հիմնականում նատրիումի և կալցիումի իոններ) հոսում են թաղանթի միջով՝ դրսից դեպի ներս։ Սա վերացնում է լիցքավորված մասնիկների նորմալ անհավասարակշռությունը և կոչվում է ապաբևեռացում։ Թաղանթի մեկ հատվածը ապաբևեռացնում է հարակից հատվածները և արդյունքում առաջացող ապաբևեռացման ալիքը տարածվում է բջջային թաղանթի երկայնքով։ Այնուհետև թաղանթի բևեռացումը վերականգնվում է, կալիումական իոնների թաղանթի միջով հետադարձ հոսքի կամ նատրիում-կալիումական պոմպի օգնությամբ։

Սրտամկանի բջիջներում, երբ գործողության պոտենցիալը անցնում է T-խողովակներով, այն ակտիվացնում է L-տիպի կալցիումական անցուղիները T-խողովակային թաղանթում։ L-տիպի կալցիումական անցուղիների ակտիվացումը թույլ է տալիս կալցիումին անցնել բջջի մեջ։ T-խողովակները պարունակում են L-տիպի կալցիումական անցուղիների ավելի բարձր կոնցենտրացիա, քան սարկոլեմայի մնացած մասը, ուստի կալցիումի մեծ մասը, որը մտնում է բջիջ, տեղի է ունենում T-խողովակների միջոցով։ Այս կալցիումը կապվում և ակտիվացնում է ռիանոդինային ընկալիչ անունով հայտնի ընկալիչը, որը գտնվում է բջջի սեփական ներքին կալցիումի պահեստում՝ սարկոպլազմային ցանցում։ Ռիանոդինային ընկալիչի ակտիվացումը հանգեցնում է կալցիումի արտազատմանը սարկոպլազմային ցանցից, ինչը հանգեցնում է մկանային բջջի կծկմանը։ Սակայն կմախքային մկանային բջիջներում L-տիպի կալցիումական անցուղին անմիջապես միացված է սարկոպլազմային ցանցի ռիանոդինային ընկալիչին, ինչը թույլ է տալիս անմիջապես ակտիվացնել ռիանոդինային ընկալիչը՝ առանց կալցիումի ներհոսքի անհրաժեշտության։

T-խողովակների կարևորությունը պայմանավորված չէ միայն L-տիպի կալցիումական անցուղիների կոնցենտրացիայով, այլև բջջի ներսում կալցիումի արտազատումը համաժամեցնելու նրանց ունակությամբ։ T-խողովակների ցանցի երկայնքով գործողության պոտենցիալի արագ տարածումը գրեթե միաժամանակ ակտիվացնում է բոլոր L-տիպի կալցիումական անցուղիները։ Քանի որ T-խողովակները սարկոլեման շատ մոտեցնում են սարկոպլազմային ցանցին՝ բջջի բոլոր շրջաններում, կալցիումը կարող է միաժամանակ արտազատվել սարկոպլազմային ցանցից ամբողջ բջջով մեկ։ Կալցիումի արտազատման այս սինխրոնիզացիան թույլ է տալիս մկանային բջիջներին ավելի ուժգին կծկվել։ T-խողովակներից զուրկ բջիջներում, ինչպիսիք են հարթ մկանային բջիջները, հիվանդ կարդիոմիոցիտները կամ մկանային բջիջներում, որոնցից T-խողովակները արհեստականորեն հեռացվել են, սարկոլեմայում մտնող կալցիումը պետք է աստիճանաբար դիֆուզվի ամբողջ բջջում ՝ ակտիվացնելով ռիանոդինային ընկալիչները շատ ավելի դանդաղ՝ որպես կալցիումի ալիք, ինչը հանգեցնում է ավելի քիչ ուժեղ կծկման։

Քանի որ T-խողովակները դրդման-կծկման կապի հիմնական տեղակայությունն են, այս գործընթացում ներգրավված իոնային անցուղիներն ու սպիտակուցները կենտրոնացված են այստեղ՝ T-խողովակային թաղանթում տեղակայված են 3 անգամ ավելի շատ L-տիպի կալցիումական անցուղիներ՝ համեմատած սարկոլեմայի մնացած մասի հետ։ Ավելին, բետա-ադրենոռեցեպտորները նույնպես բարձր են կենտրոնացված T-խողովակային թաղանթում և դրանց խթանումը մեծացնում է սարկոպլազմային ցանցից կալցիումի արտազատումը։

### Կալցիումի վերահսկում
Քանի որ T-խողովակի լուսանցքի ներսում գտնվող տարածությունը շարունակական է բջիջը շրջապատող տարածության հետ (արտաբջջային տարածություն), երկուսի միջև իոնային կոնցենտրացիաները շատ նման են։ Այնուամենայնիվ, T-խողովակների ներսում իոնների կարևորության պատճառով (մասնավորապես՝ սրտամկանում կալցիումի), շատ կարևոր է, որ այս կոնցենտրացիաները մնան համեմատաբար հաստատուն։ Քանի որ T-խողովակները շատ բարակ են, դրանք, ըստ էության, որսում են իոնները։ Սա կարևոր է, քանի որ անկախ բջջի այլ մասերում իոնային կոնցենտրացիաներից, T-խողովակները դեռևս ունեն բավարար քանակությամբ կալցիումի իոններ՝ մկանների կծկումը թույլ տալու համար։ Հետևաբար, նույնիսկ եթե բջջից դուրս կալցիումի կոնցենտրացիան նվազում է (հիպոկալցեմիա), T-խողովակում կալցիումի կոնցենտրացիան մնում է համեմատաբար անփոփոխ, ինչը թույլ է տալիս շարունակել սրտի կծկումը։

Բացի այն, որ T-խողովակները կալցիումի բջիջ մտնելու վայր են, դրանք նաև կալցիումի հեռացման վայր են։ Սա կարևոր է, քանի որ նշանակում է, որ բջջի ներսում կալցիումի մակարդակը կարող է խստորեն վերահսկվել փոքր տարածքում (այսինքն՝ T-խողովակի և սարկոպլազմային ցանցի միջև, որը հայտնի է որպես տեղային վերահսկողություն)։ Սպիտակուցներ, ինչպիսիք են նատրիում-կալցիում փոխանակիչը և սարկոլեմային ԱՏՖազը, հիմնականում տեղակայված են T-խողովակային թաղանթում։ Նատրիում-կալցիում փոխանակիչը պասիվորեն հեռացնում է մեկ կալցիումի իոն բջջից՝ փոխարինելով երեք նատրիումի իոններով։ Որպես պասիվ գործընթաց, այն կարող է թույլ տալ կալցիումին հոսել բջջի մեջ կամ դուրս՝ կախված այդ իոնների հարաբերական կոնցենտրացիաների և բջջային թաղանթի լարման (էլեկտրաքիմիական գրադիենտ) համադրությունից։ Կալցիում ԱԵՖ-ազը ակտիվորեն հեռացնում է կալցիումը բջջից՝ օգտագործելով ադենոզինտրիֆոսֆատից (ԱՏՖ) ստացված էներգիան։

### Դետուբուլյացիա
T-խողովակների ֆունկցիան ուսումնասիրելու համար T-խողովակները կարող են արհեստականորեն անջատվել մակերեսային թաղանթից՝ օգտագործելով դետուբուլյացիա կոչվող տեխնիկան։ Քիմիական նյութեր, ինչպիսիք են գլիցերինը կամ ֆորմամիդը (համապատասխանաբար կմախքային և սրտամկանի համար) կարող են ավելացվել բջիջները շրջապատող արտաբջջային լուծույթին: Այս նյութերը մեծացնում են արտաբջջային լուծույթի օսմոլյարությունը, ինչը հանգեցնում է բջիջների կծկմանը: Երբ այս գործակալները դադարեցվում են, բջիջները արագորեն ընդարձակվում են և վերադառնում իրենց նորմալ չափսին։ Բջջի այս կծկումը և վերընլայնումը հանգեցնում է T-խողովակների անջատմանը մակերեսային թաղանթից։ Այլընտրանքայնորեն, արտաբջջային լուծույթի օսմոլարությունը կարող է նվազեցվել, օրինակ՝ օգտագործելով հիպոտոնիկ ֆիզիոլոգիական լուծույթ, ինչը կարող է առաջացնել բջիջների անցողիկ այտուց։ Արտաբջջային լուծույթը նորմալ օսմոլյարության վերադարձնելը թույլ է տալիս բջիջներին վերադառնալ իրենց նախկին չափսին, ինչը կրկին հանգեցնում է դետուբուլյացիայի։

## Պատմություն
Բջջային կառուցվածքի գաղափարը, որը հետագայում հայտնի դարձավ որպես T-խողովակ, առաջին անգամ առաջարկվել է 1881 թվականին: Շերտավոր մկանային բջջի խթանման և դրա հետագա կծկման միջև շատ կարճ ժամանակահատվածը չափազանց կարճ էր, որպեսզի պայմանավորված լիներ սարկոլեմայի և սարկոպլազմային ցանցի միջև ընկած հեռավորության վրա գտնվող ազդանշանային քիմիական նյութով: Հետևաբար ենթադրվել է, որ բջջի մեջ թափանցող թաղանթի պարկերը կարող են բացատրել կծկման շատ արագ սկիզբը։ Որը դիտվել էր մինչև 1897 թվականը հայտնի են դարձել  առաջին T-խողովակները, որոնցում լուսային մանրադիտակով ուսումնասիրվեց սրտի մկանը, որին ներարկվել էր հնդկական թանաք։ Պատկերագրական տեխնոլոգիաները զարգացան  և թափանցող էլեկտրոնային մանրադիտակի ի հայտ գալով T-խողովակների կառուցվածքն ավելի ակնհայտ դարձել։ Ինչը 1971 թվականին հանգեցրել է T-խողովակային ցանցի երկայնական բաղադրիչի նկարագրությանը։ 1990-ական և 2000-ական թվականներին կոնֆոկալ մանրադիտակը հնարավորություն է տվել վերականգնել T-խողովակների ցանցը եռաչափ և քանակապես որոշել T-խողովակների չափը և բաշխումը։ Եվ T-խողովակների և կալցիումի արտազատման միջև կարևոր կապերը սկսել են բացահայտվել կալցիումի կայծերի հայտնաբերմամբ։ Մինչդեռ վաղ աշխատանքները կենտրոնացած են եղել փորոքային սրտամկանի և կմախքային մկանների վրա, 2009 թվականին նկատվել է նախասրտերի սրտամկանի բջիջներում լայնածավալ T-խողովակային ցանց։ Ընթացիկ հետազոտությունները կենտրոնանում են T-խողովակների կառուցվածքի կարգավորման և սրտանոթային հիվանդությունների ազդեցության և դրանց առաջացման վրա։

## Կլինիկական նշանակություն
T-խողովակների կառուցվածքը կարող է փոփոխվել հիվանդության պատճառով, նպաստել սրտամկանի թուլությանը կամ սրտի աննորմալ ռիթմին։ Հիվանդության ժամանակ դիտվող փոփոխությունները տատանվում են T-խողովակների լիակատար կորստից մինչև դրանց կողմնորոշման կամ ճյուղավորման նուրբ փոփոխություններ։

T-խողովակները կարող են կորչել կամ վնասվել սրտամկանի ինֆարկտից հետո, ինչպես նաև կարող են խաթարվել սրտային անբավարարություն ունեցող հիվանդների փորոքներում՝ նպաստելով կծկման ուժի նվազմանը և հնարավոր է՝ նվազեցնել վերականգնման հնարավորությունները։ Սրտային անբավարարությունը կարող է նաև հանգեցնել նախասրտերի կարդիոմիոցիտներից T-խողովակների գրեթե լիակատար կորստի, նվազեցնելով նախասրտերի կծկվողականությունը, ինչպես նաև նպաստել նախասրտերի շողացմանը:

T-խողովակների կառուցվածքային փոփոխությունները կարող են հանգեցնել L-տիպի կալցիումական անցուղիների ռիանոդինային ընկալիչներից հեռացմանը։ Սա կարող է երկարացնել բջջի ներսում կալցիումի մակարդակի բարձրացման ժամանակը, ինչը կարող է հանգեցնել ավելի թույլ կծկումների և առիթմիաների: Այնուամենայնիվ, T-խողովակի անկանոն կառուցվածքը կարող է մշտական ​​չլինել, քանի որ կան տվյալներ այն մասին, որ T-խողովակի ռեմոդոլավորումը կարող է չեղարկվել տարբեր ինտենսիվության ֆիզիկական վարժությունների միջոցով:

## Տես նաև
* Մկանային կծկում

## Ծանոթագրություններ

Կատեգորիա:Կենսաբանական թաղանթ
Կատեգորիա:Մկանային համակարգ