Физиологическая роль α2-изоформы Na,K-ATФазы в скелетной мышце крысы

Васильев, Александр Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Физиологическая роль α2-изоформы Na,K-ATФазы в скелетной мышце крысы
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Физиологическая роль α2-изоформы Na,K-ATФазы в скелетной мышце крысы"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ВАСИЛЬЕВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

Физиологическая роль а2-из о формы Ш,К-АТФазы в скелетной мышце крысы

03.00.13 - физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических на

□□3 168983

Санкт-Петербург 2008

003168983

Работа выполнена в лаборатории нервно-мышечной физиологии НИИ физиологии им акад А А Ухтомского Санкт-Петербургского государственного университета

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Игорь Ильич Кривой

Официальные оппоненты*

доктор биологических наук, профессор Марина Николаевна Маслова

доктор медицинских наук, профессор Валерий Борисович Долго-Сабуров

Ведущее учреждение - Институт физиологии им И П Павлова РАН

Защита состоится" _5_" июня 2008 г в" 14" часов на заседании Совета Д 212 232 10 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете (199034, Санкт-Петербург, Университетская наб, 7/9, ауд 90)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке им А М Горького Санкт-Петербургского государственного университета (199034, Санкт-Петербург, Университетская набережная 7/9)

Автореферат разослан "(9/ - длдЯ

.2008 года

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор биологических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. NaJC-АТФаза (ЕС 3 6 1 37) - фермент, поддерживающий трансмембранные |радиенты Na* и К* за счет активного транспорта этих ионов, что обеспечивает мембранный потенциал и возбудимость, а также ряд других важных транспортных механизмов клетки Ыа,К-АТФаза представляет собой димер, состоящий из а-и ß-субъединиц, в некоторых тканях включает также у-субъединицу Субъединица а, содержащая места связывания с АТФ и ионами Na+ и К+, отвечает за каталитические и транспортные свойства Ыа,К-АТФазы, ее наружный участок является специфическим рецептором для сердечных гликозидов

Для позвоночных известны четыре изоформы а-субъединицы Ыа,К-АТФазы (al - a4), каждая из которых кодируется собственным геном По ряду данных основную насосную функцию в клетке выполняет изоформа al, тогда как прочие выполняют регуляторные функции Изоформы Ыа,К-АТФазы различаются по чувствительности к Na1" и К*, АТФ, гормонам и физиологическим стимулам, а также к сердечным гликозидам Физиологическая рель изоформ Ыа,К-АТФазы во многом остается неясной и яатяется предметом интенсивных исследований (Лопина, 1999, Lingrel, 1992, Sweadner, 1995, Blanco, Mercer, 1998, Mobashen et al, 2000, Dobretsov, Stimers, 2005, Mijatovic et al, 2007)

В последние годы появляется все больше подтверждений функциональной и молекулярной связи Ыа,К-АТФазы с различными мембранными и внутриклеточными белками, формируется представление о дополнительной (не насосной) функции Na,K-АТФазы как сигнальной молекулы (Крылов и др, 1999, Scheiner-Bobis, Schoner, 2001, Xie, Askari, 2002, Apena, 2007, Schoner, Scheiner-Bobis, 2007)

В скелетной мышце экспрессируются al- и а2-изоформы ИаД-АТФазы, причем фракция а2-изоформы по разным данным составляет до 50% и более (Haber, Loeb, 1988, Lavoie et al, 1997, Thompson et al, 1999, Hansen, 200I, He et al, 2001, McDonough et al, 2002) Изоформа al равномерно распределена в поверхностной плазматической мембране, тогда как изоформа а2 присутствует и в поверхностной мембране, но преимущественно в Т-системе скелетных мышечных волокон вблизи триад (Wilhams et al, 2001, Cougnon et al, 2002) Тиреоидные гормоны, глюкокортикоиды, инсулин, гипокалемия и холиномиметики обладают селективным регулирующим влиянием на индукцию и/или активность а2-изоформы скелетной мыщцы (Haber, Loeb, 1988, Hundal et al, 1992, Marette et al, 1993, Kragenbrink et al, 1996, Thompson et al, 2001, McDonough et al, 2002, Krivoi et al, 2006) Количество а2-изоформы в плазматической мембране регулируется мышечной активностью (Kristensen et al, 2008) У грызунов а2-изоформа чувствительна к уабаину, тогда как al-изоформа уабаин-резистентна, что позволяет фармакологически разделять эти изоформы

специфическим ингибитором уабаином в концентрации 1 мкмоль/л (Кривой и др , 2006, Не et al, 2001, Hartford et al, 2004)

Хотя важность ЫаД-АТФазы для поддержания работоспособности скелетной мышцы хорошо известна (Clausen, 1998, 2003, Sejersted, Sjogaard, 2000), физиологическая роль al- и а2-изоформ в скелетных мышечных волокнах во многом не выяснена, причем до недавнего времени подобные исследования проводили преимущественно на мышцах мутантных животных (Не et al, 2001 ) и эмбрионов (Radzyukevich et al, 2004) Лишь недавно в опытах на зрелых мышцах нормальных крыс было установлено, что основную роль в поддержании электрогенеза скелетной мышцы играет al-изоформа, вклад в мембранный потенциал покоя (МПП) а2-изоформы относительно невелик (Кривой и др, 2003, 2006) Что касается работоспособности мышц, индивидуальная роль изоформ ЫаД-АТФазы остается совершенно не ясной

Другой вопрос связан со способностью ацетилхолина (АХ) регулировать Ыа,К-АТФазу, что имеет непосредственное отношение к классической проблеме немедиаторной функции медиаторов (Ухтомский, 1940, Гинецинский, Михельсон, 1937, Коштоянц, 1951, Беритов, 1959, Зефиров, 1967, Полетаев, 1974) В скелетной мышце АХ в наномолярных концентрациях активирует ИаД-АТФазу, за счет чего вызывает не деполяризацию, а гиперполяризацию мышечных волокон (Платонова и др, 1986, Dlouha et al, 1979, Vyskocil et al, 1983, Nikolsky et al, 1994) Показано, что этот эффект АХ в диафрагме крысы реализуется за счет увеличения электрогенного вклада а2-изоформы Na,K-ATOa3bi, a в основе эффекта лежит функциональное взаимодействие между никотиновым холинорецептором (нХР) и этой изоформой (Кривой и др, 2004, 2006, Knvoi et al, 2006) Тонкие механизмы этого взаимодействия до конца не раскрыты В частности неясна роль ионных токов через каналы нХР в реализации гиперполяризующего действия АХ

Имеющиеся данные позволяют предположить, что а2-изоформа Ыа,К-АТФазы в скелетной мышце может быть вовлечена в регуляцию мышечного электрогенеза циркулирующими в наномолярном диапазоне концентраций хочинергическими лигандами Такие состояния могут возникать при недостаточности активности ацетилхолинэстеразы, при клиническом использовании антихолинэстеразных препаратов, а также при курении, когда концентрация никотина в крови составляет сотни наномолей (Lester, Dam, 1995, Benovvitz et al, 1997, Dam, De Biasi, 2001) Основное внимание исследователей во всем мире сосредоточено на роли никотина в ЦНС Описано снижение экспрессии ос2-изоформы Na,K-АТФазы в мозге крысы в условиях хронического действия никотина (Wang et al, 1994) Что касается скелетной мускулатуры, содержащей большой пул нХР, - потенциальных мишеней никотина, то имеются лишь единичные работы о хроническом влиянии никотина на

скелетные мышцы (Larsson et al, 1988, Pnce et al, 2003) В частности, нет данных о хроническом влиянии никотина на элеюрогенез и критически важный для функционирования скелетной мышцы фермент - Ыа,К-АТФазу, хотя известно о возможности холинергической модуляции эюго белка

И, наконец, сердечные гликозидь. (уабаин, дигоксин и др), являющиеся высокоспецифичными ингибиторами ЫаД-АТФазы, в терапевтических дозах обладают кардиотоническим действием за счет положительного инотропного эффекта в сердечной мышце Этот эффект обусловлен частичным ингибированием а2-изоформы Ыа,К-АТФазы, которая кластеризована с Ка,Са-обменником в субклеточных микродоменах, примыкающих к саркоплазматическому ретикулуму (Blaustein, Golovina, 2001, Dostanic et al, 2003, 2005) В скелетной мышце также описан подобный эффект сердечных гликозидов (Кривой и др, 2005, Yamamoto et al, 1981, Не et al, 2001) Механизм этого эффекта в скелетной мышце не известен, однако предположительно в нем 7акже участвует а2-изоформа Ыа,К-АТФазы (Не et al, 2001)

Цель работы: выявление возможной роли а2-изоформы '.\'а,К-АТФазы в регуляции скелетной мышцы холинергическими лигандами и дигиталисоподобными ингибиторами Ыа,К-АТФазы в наномолярном диапазоне концентрации

Задачи исследования.

1 Провести подробный анализ гипергтоляризующего эффекта АХ в скелетной мышце крысы, включающий изучение действия специфических блокаторов Ыа,К-АТФазы, динамики развития эффекта и роли ионных юков через каналы нХР в его реализации

2 Исследовать хроническое действие никотина на электрические и сократительные характеристики скелетной мышцы крысы, оценить возможность модулирующего влияния никотина на ос2-изоформу Ка,К-АТФазы

3 Исследовать вовлечение сс2-изоформы Ыа,К-АТФазы в реализацию положительного инотропного эффекта кардиотонических стероидов в скелетной мышце крысы, оценить роль этой изоформы в поддержании работоспособности мышцы

Положения, выносимые на защиту

1) В мышечных волокнах диафрагмы крысы предполагается существование двух пулов а2-изоформы ЫаД-АТФазы с различным сродством к уабаину, только один из которых опосредует гиперполяризующий эффект АХ в наномолярной концентрации Ионные токи через каналы нХР не являются фактором развития гиперполяризации, вызываемой АХ

2) Хронические инъекции никотина в (ечение 2-3 недель приводят к долговременной модуляции работы ИаД-АТФазы и нарушению электрогенеза скелетной мышцы крысы за счет уменьшения электрогенного вклада а2-изоформы Ыа,К-АТФазы

3) Полная блокада а2-изоформы уабаином не вызывает нарушения работоспособности диафрагмы крысы при разных паттернах стимуляции Специфические блокаторы Ыа,К-АТФазы уабаин и маринобуфагенин усиливают сокращения диафрагмы в наномолярном диапазоне концентраций, соответствующем уровню их циркулирующих эндогенных аналогов

Научная новизна Впервые установлено, что кривая доза - ответ для действия уабаина на МПП мышечных волокон диафрагмы крысы существенно изменяется в присутствии 100 нмоль/л АХ, гиперполяризующего мембрану При анализе кривых впервые предсказано существование двух пулов а2-изоформы №,К-АТФазы с различным сродством к уабаину, из которых только один вовлечен в реализацию гиперполяризующего эффекта АХ Впервые исследована динамика действия АХ в наномолярной концентрации и описано наличие фазы деполяризации, предшествующей развитию гиперполяризации Установлено, что проадифен - блокатор открытого ионного канала нХР, устраняет фазу деполяризации, не влияя на величину и динамику гиперполяризации, что свидетельствует о развитии этого эффекта АХ и при блокаде ионных токов через каналы нХР Впервые продемонстрировано, что маринобуфагенин из паротидных желез Ви/о тагтш, считающийся специфическим лигандом а1-изофорчы Ка,К-АТФазы, блокирует гиперполяризующий эффект АХ в диафрагме крысы аналогично уабаину, что свидетельствует о его способности блокировать <х2-изоформу Впервые в условиях моделирования формирования никотиновой зависимости у крыс, хронически (в течение 2-3 недель) получавших инъекции никотина, обнаружено снижение МПП диафрагмы за счет уменьшения электрогенного вклада а2-изоформы Ма,К-АТФазы Описано ускорение сократительного акта, согласующееся с данными об увеличении в мышцах курильщиков табака доли быстрых волокон и уменьшении доли медленных волокон Впервые показано, что при полной блокаде а2-изоформы уабаином (1 мкмоль/л) активности а1-изоформы достаточно для поддержания работоспособности диафрагмальной мышцы при разных паттернах стимуляции Установлено, что уабаин и маринобуфагенин усиливают сокращения диафрагмы крысы (положительный инотропный эффект) в диапазоне концентраций, соответствующем уровню их эндогенных аналогов

Практическая значимость работы Полученные данные раскрывают механизм участия а2-изоформы Иа,К-АТФазы в дочговременной регуляции скелетной мышцы циркулирующими в наномолярном диапазоне холинергическими лигандами и дигиталисоподобными ингибиторами Ыа,К-АТФазы Эти знания важны для понимания механизмов побочных эффектов применяемых в клинике сердечных гликозидов, антихолинэстеразных препаратов (применяемых как стимуляторы памяти, при лечении ряда

нейродегенеративных расстройств, миастении и др), а также негативных последствий курения Исследование физиологической роли изоформ Ыа,К-АТФазы и механизмов их регуляции также важно для понимания процессов адаптации в условиях стресса, интенсивной двигательной активности и ¿р Выделение и идентификация эндогенных ингибиторов а2-изоформы ИаД-АТФазы может стать основой для разработки новых стимуляторов мышечной и сердечной деятел ьности

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всероссииских школах "Актуальные проблемы нейробиологии" (Казань, 2000, 2001), Российской медико-биологической конференции "Человек и (,го здоровье" (Санкт-Петербург, 2000, 2001), конференции молодых ученых России с меж цународным участием "Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины" (Москга, 2001), Ю4 International Conference on Na,K-ATPase and Related Cation Pumps (Elsmore, Denmark, 2002), 47й1 Biophysical Society Meeting (San Antonio, Texas, USA, 2003), 11"1 International ATPase Conference and 594 Annual Meeting and Symposium of the Society of General Physiologists (Woods Hole, Massachusetts, USA, 2005), International Symposium "Biological Motility Basic Research and Practice" (Pushchmo, Russia, 2006), XX Съезде Физиологического общества им И П Павлова (Москва, 2007)

Публикации По теме диссертации опубликовано 24 работы, из них 12 статей в рецензируемых изданиях

Структура и объем диссертации Диссертация объемом 121 страницы состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования, обсуждения, выводов и списка литературы, включающего 176 источников, из которых 34 отечественных и 142 зарубежны? Диссертация иллюстрирована 21 рисунком и 1 таблицей

Работа поддержана грантами РФФИ мае 02-04-06957,04-04-49535, 07-04-01027

ОБЬЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основная часть опытов проведена на изолированных френико-диафрагмальных препаратах белых крыс (самцы весом 180 - 200 г) с использованием проточного аэрируемого карбогеном (95% Ог + 5% СОг) физиологического раствора при температуре 28°С Состав раствора (в ммоль/л) NaCl-137, КС1-5, CaClr-2, MgCb-2, NaHC03-24, NaHiPO^-l, глюкоза-11, pH всех растворов составлял 7 4-76 Часть опытов проведена на быстрой и медленной мышцах длинный разгибатель пальцев и камбаловидная мышца Величину МПП и параметры ПД регистрировали внутриклеточно во внесиналтическом районе мышечных волокон с помощью стандартной микроэлектродной техники Мышечные сокращения регистрировали в изометрическом режиме при помощи механотрона FT03 С (Grass Instrument Со, USA) Прямое раздраже ние (длительность стимула 1 мс) осуществляли

с помощью хлорсеребряных электродов, расположенных в безнервной части мышцы Для непрямого раздражения нерв стимулировали через всасывающий электрод импульсами длительностью ОI мс Регистрируемые ответы оцифровывались аналого-цифровыми преобразователями (частота квантования для сокращений - 5000/с, для МПП и ПД - 44000/с) и далее анализировались на персональном компьютере с помощью специальных программ

Транспортную активность Ыа,К-АТФазы оценивали по уабаин-чувствительному входу нерадиоактивного Rb+ в эритроциты человека методом эмиссионной пламенной фотометрии с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра Perkm Elmer 306 (США) Каталитическую активность Ка,К-АТФазы оценивали спекгрофотометрически методом сопряженных ферментов (пируваткиназа-лактатдегидрогеназа) при X = 340 нм с помощью спектрофотометра Beckman DU-7 (США) Опыты проводили при комнатной температуре

Применяли АХ, никотин, уабаин и др (Sigma), Rb+ (Merck), маринобуфагенин из паротидных желез Bufo marmus (предоставлен д-ром А Я Багровым, Институт эволюционной физиологии и биохимии им И М Сеченова, РАН) Результаты обрабатывали статистически с помощью программы Origin 6 1, достоверность различия оценивали по t-критерию Стьюдента В работе приведены средние значения величин с их ошибками Каждое значение получено в результате усреднения параметров МПП не менее чем в 100 волокнах 4-6 мышц и измерения активности №,К-АТФазы в 3-4 опытах в триплетах

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Холияергнческая модуляция а2-пзоформы №,К-АТФазы в скелетной мышце крысы

Ранее было показано, что АХ в наномолярном диапазоне концентраций вызывает не деполяризацию, а гипгрполяризауию мышечных волокон диафрагмы крысы за счет увеличения электрогенного вклада а2-изоформы Ыа,К-АТФазы, предположительно, в результате функциональной связи между нХР и этой изоформой (Кривой и др, 2006, Knvoi et al, 2006)

Мы исследовали этот эффект более подробно и установили, что АХ (100 нмоль/л) через 15-60 мин действия вызывал гиперполяризацию мышечных волокон диафрагмы крысы, длинного разгибателя пальцев и камбаловидной мышцы на ~4 мВ, обратимую при отмывании Развитие гиперполяризующего эффекта АХ в диафрагме крысы было исследовано на фоне уабаина в диапазоне концентраций от 1 нмоль/л до 5 мкчоль/л Уабаин через 1 ч действия вызывал дозо-зависимую деполяризацию мышечных волокон от исходного уровня -78 1 + 0 4 мВ (8 мышц, 264 волокна) до уровня —73 мВ (рис 1 а) Зависимость МПП от концентрации уабаина наилучшим образом описывалась с помощью модели, предполагающей существование одного места связывания уабаина с ИК50 = 150 + 52

нмоль/л, величина вклада места связывания уабаина в МПП = 5.5 ± 0.4 мВ (рис. 1 а). Поскольку в использованном диапазоне концентраций уабаин преимущественно ингибирует а2-изоформу Ыа,К-АТФазы (Кривой и др., 2006; Sweadner, 1995; Не et al., 2001; Hartford et al., 2004), можно полагать, что нами была получена зависимость вклада данной изоформы в МПП от концентрации уабаина.

Через 15 мин после добавления 100 нмоль/л АХ наблюдалась гиперполяризация мышечных волокон. Зависимость МПП от концентрации уабаина в присутствии АХ наилучшим образом описывалась с помощью модели, предполагающей существование 2-х независимых мест связывания уабаина. Величина ИК50 уабаина для одного места связывания, как и до добавления АХ, лежит в диапазоне сотен нмоль/л, величина ИКзи для второго места связывания составляет 9 ± 4 нмоль/л. Величины вкладов этих мест связывания в МПП составляют 4.0 ± 0.9 мВ и 6.6 ± 0.9 мВ соответственно (рис. 1 б).

-72 -74 -76 -78 -80 -82 -84

Вклад cj2" -1.5 мВ

Общий вклад и2'»о2"--5.5мВ -80

-82 -84

0 10

10" 1(Г 10 Уабаин, М

¡777. 1

- Вклад а2* -4.Q мВ

Вклад и2" -6.6 мВ

/ Л

о Ю"10 10" 10"" 107 10"6 10"5 Уабаин, М

Рис. 1. Действие уабаина на МПП мышечных волокон диафрагмы крысы в отсутствие и в присутствии АХ (100 нмоль/л). а - в отсутствие АХ. Сплошная линия - аппроксимация моделью с одним местом связывания уабаина. Пунктирная линия - аппроксимация той же моделью для зависимости доза - ответ, соответствующей а2*-изоформе №,К-АТФазы (верхняя кривая на рис. 1 б), б - в присутствии АХ. Сплошная линия - аппроксимация моделью с двумя местами связывания уабаина. Пунктирные линии - аппроксимации моделью с одним местом связывания уабаина, соответствующие блокированию ой* (верхняя кривая) и а2** (нижняя кривая). Заштрихованные столбцы — вклад в МПП а2*-изоформы Ыа,К-АТФазы; темные столбцы - вклад а2**-изоформы.

Эти результаты позволяют предположить существование двух разных пулов а2-изоформы ЫаД-АТФазы с разным сродством к уабаину. Один пул (назовем его сх2*), блокируемый уабаином с ИК50 = 150 нмоль/л, не участвует в развитии гиперлоляризующего действия АХ, и его вклад в МПП (~4 мВ) остается неизменным после добавления АХ. Только пул, блокируемый уабаином с ИК50 = 9 нмоль/л (а2**), участвует в развитии гиперполяризации, и его вклад в присутствии АХ достигает -6.6 мВ. Поскольку вклад пула

а2** в отсутствие АХ, видимо, невелик, его прямое определение затруднительно, но он может быть оценен путем вычитания вклада «2* (~4 мВ) из общего вклада ос2-изоформы в МПП (~5 5 мВ) Такой расчет показывает, что величина вклада а2** в отсутствие АХ состаатяет всего -1 5 мВ, то есть около -25% от общего вклада а2-изоформы (рис 1)

При оценке динамики гиперполяризукицего эффекта АХ (100 нмоль/л) в каждой диафрагмальной мышце после регистрации исходного МПП быстро (полная смена раствора ~30 с) добавляли АХ После этого продолжали регистрировать МПП в разных волокнах так часто, как это удавалось сделать, в течение 15 мин действия АХ и после его удаления АХ в течение первых 2-4 мин вызывал деполяризацию величиной около 3 - 4 мВ (р<0 01) К 5 -6 мин действия величина МПП возвращалась к исходному значению, а далее наблюдалась постепенно развивающаяся гиперполяризация, достигающая -4 мВ к 15 мин действия АХ После удаления АХ величина МПП возвращалась к исходному уровню (рис 2)

Рис 2 Динамика МПП волокон диафрагмы крысы при действии и отмывании АХ (100 нмоль/л) Темные кружки - в нормальном физиологическом растворе, светлые кружки - в присутствии 5 мкмоль/л проадифена (30 мин преинкубации) Каждая точка -не менее 30-50 измерений МПП в 8 мышцах (контроль) и в 6 мышцах в присутствии проадифена

Поскольку концентрация АХ (100 нмоль/л) намного меньше хорошо известной константы активации нХР, составляющей десятки мкмоль/л (Peper et al, 1982, Garland et al, 1998), наблюдаемая деполяризация объясняется открыванием ионных каналов лишь очень незначительной фракции нХР В присутствии 5 мкмоль/л проадифена (30 мин преинкубации), неконкурентного антагониста, блокирующего открытый ионный канал нХР, деполяризация снижалась в два раза и становилась недостоверной, однако динамика и величина собственно гиперполяризующего эффекта АХ не отличались от контроля (рис 2)

В опытах на камбаловидной мышце наблюдалась аналогичная динамика действия АХ Здесь начальная фаза деполяризации полностью исчезала на фоне проадифена, но также сохранялась фаза гиперполяризации В присутствии уабаина (100 нмоль/л) блокирующего <х2-изоформу №,К-АТФазы, наоборот, гиперполяризация отсутствовала, наблюдалась

АХ

-5 0 5 10 15 20 25 30 Время, мин

только деполяризация (рис 3) Полученные данные показывают, что ионные токи через каналы нХР не участвуют в развитии гиперполяризующего действия АХ в скелетной мышце

Время, мин

Рис 3 Динамика МПП в камбаловидной мышце крысы при действии АХ (100 нмоль/л) Светлые кружки - нормальный

физиологический раствор (контроль), темные кружки - в присутствии 5 мкмоль/л проадифена (30 мин преинкубадии), треугольники - в присутствии 100 нмоль/л уабаина (30 мин преинкубации) Вертикальная стрелка - момент добавления уабаина или проадифена в раствор

Далее сравнивали способность различных ингибиторов Ыа,К.-АТФазы блокировать а2-изоформу Ыа,К-АТФазы, используя тот факт, что гиперполяризующее действие АХ (100 нмоль/л) обусловлено селективной модуляцией именно этой изоформы Величину гиперполяризующего эффекта АХ в диафрагме крысы оценивали как разность МПП непосредственно перед добавлением АХ и через 15 мин его действия Уабаин (1 час преинкубации) блокировал вызываемую АХ гиперполяризацию с ИК50 = 4 9 ± 2 7 нмоль/л (рис 4) Маринобуфагенин (1 час преинкубации), обычно считаемый специфическим лигандом а1-изоформы Ка,К-АТФазы (Рейошуа, Bagrov, 1997, Рес1огоуа е! а1, 2000), блокировал гиперполяризующий эффект АХ аналогично уабаину с ИК3о = 2 9 ± 2 0 нмоль/л (рис 4) Таким образом, впервые получено подтверждение способности маринобуфагенина в субнаномолярных концентрациях блокировать а2-изоформу в скелетной мышце

Рис 4 Зависимость доза-ответ для гиперполяризующего эффекта АХ (100 нмоль/л) от концентрации уабаина (темные кружки), маринобуфагенина (треугольники) или экстракта почек свиньи (светлые кружки) в диафрагме крысы Вызываемое АХ изменение МПП в негативную сторону соответствует гиперполяризации Сплошные линии рассчитаны по уравнению Хилла. О 1 10° 1 10*1 10" 1 ю" Разведение экстракта

СП 2

2-1 1-1-2 -3 -4-5 -6-

0 0,01 0,1 1 10 100 юооюооо Концентрация, нмоль/л

Поскольку одним из возможных источников эндогенных дигиталисоподобных ингибиторов Ыа,К-АТФазы могут служить почки, содержащие большое количество этого фермента (то есть центров связывания для циркулирующих ингибиторов), нами была оценена возможность присутствия в экстракте почек свиньи фактора, специфичного к сс2-изоформе Ыа.К-АТФазы В мембранных фракциях из электрического органа Torpedo cahformca, препарате очищенной №,К-АТФазы из почек овцы, в эритроцитах человека (все экспрессируют единственную al-изоформу Ыа,К-АТФазы), уабаин в наномолярном диапазоне (3 ч преинкубации) дозо-зависимым образом блокировал Ыа,К-АТФазу, тогда как экстракт оказался неэффективным (рис 5) Однако экстракт вызывал дозо-зависимую блокаду гиперполяризующего эффекта АХ в диафрагме крысы с константой, соответствующей разведению экстракта в ~25000 раз (рис 4) Таким образом, наш электрофизиологический анализ позволяет предположить, что в экстракте присутствует фактор(ы), ингибнрующий а2-изоформу Ка,К-АТФазы в мышце крысы Это предположение было подтверждено при дальнейшем анализе с использованием жидкостной хроматографии высокого давления, который показал наличие в экстракте не только уабаин-подобного фактора, но еще, по крайней мере, трех, пока не идентифицированных ингибиторов Na,K-АТФазы (Mandel et al, 2003)

о ю* ю5 ю' 10"3 ю2 Разведение экстракта

Рис 5 Зависимость активности Ыа,К-АТФазы от концентрации уабаииа (а) и степени разведения экстракта почек свиньи (б) в разных препаратах Светлые кружки - эритроциты человека (транспортную активность Ыа.К-АТФазы оценивали по уабаин-чувствительному входу нерадиоактнвного Rb+), треугольники - мембранный препарат NaJK-АТФазы из электрического органа Torpedo, квадраты - препарат очищенной №,К-ЛТФазы из почек овцы (каталитическую активность №,К-АТФэзы оценивали спектрофотометрически методом сопряженных ферментов) Аппроксимирующие кривые построены в соответствии с уравнением Хилла

Уабаин, моль/я

Острое я хроническое действие никотина в диафрагме крысы

Данные о функциональном взаимодействии нХР и №,К-АТФазы (Кривой и др, 2006, Кпуо! е1 а!, 2006) позволяют предположить существование молекулярного механизма

долговременной модуляции скелетной мышцы циркулирующими в наномолярном диапазоне концентраций холинергическими лигандами, например, никотином. В наших опытах добавление в раствор никотина в концентрации 100 нмоль/л, что соответствует уровню циркулирующего никотина при курении табака (Lester, Dani, 1995; Benowitz et al., 1997; Dani, De Biasi, 2001), вызывало гиперполяризацию волокон диафрагмы крысы. Гиперполяризующий эффект никотина развивался медленнее по сравнению с действием АХ (100 нмоль/л) и только через 1 ч МПП достигал уровня, наблюдаемого при действии АХ.

В опытах с моделированием формирования никотиновой зависимости у крыс животным делали подкожные инъекции раствора никотина (по 200 мкл в области шеи из расчета дозы 6 мг/кг/день). Применяли (-) Nicotine Hydrogen Tartrate (Sigma) на стерильном изотоническом 0.9% растворе NaCl. Контрольным крысам вводили раствор без никотина. Инъекции проводили 3 раза в день в течение 2-3 недель. У крыс, получавших никотин, величина МПП (-73.5 ± 0.2 мВ, 481 волокно) была достоверно на 2.1 ± 0.4 мВ (р<0.01) меньше по сравнению с контрольными животными (-75.6 ± 0.3 мВ, 473 волокна). Амплитуда ПД, составившая в контроле 83.0 ± 1.6 мВ, достоверно не изменялась, однако после никотинизации замедлялось время полуспада ПД (с 575 ± 14 мкс до 637 ± 14 икс, р<0.05), наблюдалась тенденция к замедлению времени их нарастания (с 306 ± 8 мкс до 330 ± 10 мкс). Распределения МПП имели сходную форму в обоих случаях, но у никотинизированных крыс распределение было сдвинуто в сторону деполяризации (рис. 6).

МПП, мВ Время, мин

Рис. 6. Гистограммы распределения МПП мышечных волокон диафрагмы крысы у контрольных животных и у крыс, получавших никотин.

Рис. 7. Действие уабаина (1 мкмоль/л) на МПП мышечных волокон диафрагмы крысы у контрольных (темные кружки) и никотинизированных (светлые кружки) крыс. Столбцы справа - электрогенные вклады а2-изоформы Ма.К-АТФазы в контроле (темный) и после никотинизации (светлый). Момент добавления уабаина отмечен вертикальной стрелкой.

Для селективного вычленения электрогенного вклада а2-изоформы №,К-АТФазы применяли уабаин (1 мкмоль/л). Вклад а2-изоформы определяли как разницу между значениями МПП до и через 30-60 мин действия уабаина (рис. 7). В мышцах контрольных

крыс уабаин деполяризовал волокна от -74 1 ± 0 4 мВ (270 волокон) до -68 0 + 0 4 мВ (247 волокон) В мышцах экспериментальных крыс уабаин деполяризовал волокна от -71 9 ± 0 4 мВ (264 волокна) до -68 3 + 0 4 мВ (272 волокна) Таким образом, вклад а2-изоформы снижался с 6 1 ± 0 6 мВ в контроле до 3 6 ± 0 6 мВ у никотинизиро ванных крыс (рис 7)

Можно предположить, что при хроническом действии никотина развиваются долговременные нарушения насосной функции а2-изоформы Иа,К-АТФазы, что может быть следствием изменения ее экспрессии либо активности Так, показано снижение активности Ыа,К-АТФазы и экспрессии а2-изоформы Ыа.К-АТФазы в сосудах гемато-энцефалического барьера и в мозге крысы в условиях хронического действия никотина (Wang et al, 1994) В опытах на культуре скелетных мышечных клеток линии С2С12 показано, что при хроническом действии другого холинергического лиганда, карбахолина, количество а2-изоформы ЫаД-АТФазы увеличивается, что сопровождается гиперполяризацией мембраны (Henning et al, 1994, Kragenbnnk et al, 1996)

Пока нельзя сделать вывод о механизмах изменения функции Ыа,К-АТФазы скелетной мышцы при хроническом влиянии никотина Можно лишь сделать ряд предположений Так, есть данные о функциональной связи нХР скелетной мышцы и а2-изоформы №,К-АТФазы (Кривой и др, 2004, 2006, Knvoi et al, 2006) Известно, что хронически циркулирующий никотин вызывает как активацию, так и десенситизацию нейрональных нХР, причем выраженность этих процессов зависит от подтипа рецептора (Lester, Dam, 1995, Pidoplichko et al, 1997) Кроме того, хроническое действие никотина сопровождается увеличением количества нХР разных типов, включая нХР скелетно-мышечного типа (Ке et al, 1998) Не исключено, что перечисленные процессы модифицируют функциональную связь между нХР и Ыа,К-АТФазой в скелетной мышце Возможны и другие пути, запускаемые, например, какими-то системными эффектами никотина. Нельзя исключить изменения уровня эндогенных дигиталисоподобных ингибиторов ЫаД-АТФазы, секреция которых может модулироваться никотином (Gooz et al, 2004) В этих условиях также можно ожидать хронического изменения активности или экспрессии Ка,К-АТФазы

Сила одиночных и тетанических (20 и 50 имп/с) сокращений мышц контрольных и никотинизированных крыс не различались ни при прямой стимуляции, ни при раздражении нерва Мышцы не отличались и динамикой утомления (непрерывное ритмическое прямое раздражение 2 имп/с в течение 5 мин) При обоих типах стимуляции наблюдалось достоверное (р<0 05) уменьшение времени одиночных сокращений (время нарастания + время полурасслабления) и времени нарастания тетанических (50 имп/с) сокращений Временные параметры сокращений при прямом и непрямом раздражении изменялись одинаково Это значит, что отмеченные изменения происходят в самой мышце, а не на

уровне синаптической передачи Отметим, что увеличение скорости сократительных ответов в условиях хронического применения никотина согласуется с данными о том, что в мышцах курильщиков табака увеличивается доля быстрых и уменьшается доля медленных волокон (Ьагаоп, Ог1ап<1ег, 1984)

Положительный ипотроппый эффект уабаина и марннобуфагенипа в диафрагме крысы

Уабаин в диапазоне 0 1 нмоль/л - 1 мкмоль/л через 1 ч действия вызывал усиление одиночных сокращений (прямая стимуляция) диафрагмальной мышцы (положительный инотропный эффект) Зависимость усиления сокращений от концентрации уабаина имела колоколообразную форму с максимальным эффектом в районе 10-100 нмоль/л (усиление на ~ 16 %), эффект полностью развивался в диапазоне концентраций уабаина до 10 нмоль/л с ЭК50= 1 2 + 03 нмоль/л (рис 8)

10" 11" ю" 10* 10' Концентрация, моль/л

Рис 8 Зависимость увеличения силы одиночных сокращений диафрагмы крысы от концентрации уабаина (темные кружки) или маринобуфагенина (светлые кружки) через 1 ч действия Сплошные линии рассчитаны по уравнению Хилла для диапазонов концентраций 0 -100 нмоль/л (уабаин) и 0 - 2 нмоль/л

При действии уабаина в концентрации 1 мкмоль/л сила одиночных и тетанических (50 имп/с) сокращений не снижалась ниже контрочьной Не изменялась и динамика утомления мышц непрерывным ритмическим раздражением (2 имп/сек) или с помощью тетанической стимуляции (50 имп/с в течение 1 с через каждые 10 с)

Таким образом, даже при полной блокаде а2-изоформы Ыа,К-ЛТФазы уабаином не наблюдалось каких либо негативных изменений в сократительных ответах, а также в динамике утомления Полученные данные позволяют предположить, что при функциональных нагрузках основную роль в обеспечении сократительных свойств скелетной мышцы играет а1-изоформа 1Ча,К-АТФазы, тогда как роль а2-изоформы может заключаться в какой-то тонкой настройке и, возможно, в гораздо меньшей степени связана с поддержанием работоспособности мышцы

Маринобуфагенин, как и уабаин, вызывал дозо-зависимое усиление мышечных сокращений, полностью развивающееся в диапазоне концентраций до 2 нмоль/л с Э1<5о=О 3 ± 0 1 нмоль/л (рис 8)

К настоящему времени накоплен многочисленные данные о существовании в тканях и плазме крови человека и других млекопитающих эндогенных дигиталисоподобных факторов (ЭДПФ) - эндогенных ингибиторов Na.K-АТФазц, среди которых имеются уабаин- и маринобуфагенин-подобные вещества (Blaustem 1993, Doris, Bagrov, 1998, Lichtstem, Rosen, 2001, Schoner, 2002, Schoner, Scheiner-Bobis, 2007) Эти вещества рассматривают в качестве важнейшего регулятора в сердечной и гладкой мышцах, ЦНС, почке (Doris, Bagrov, 1998, Lichtstein, Rosen, 2001, Schoner, 2002) В то же время ничего не известно о действии ЭДПФ в скелетной мышце млекопитающих, хотя основной пул Ка,К-АТФазы организма приходится именно на скелетную мускулатуру, которая активно участвует в поддержании ионного гомеостазиса организма в целом (Clausen, 1998) В наших опытах усиление мышечных сокращений наблюдалось при действии уабаина и маринобуфагенина уже при концентрации 1 нмоль/л и меньше, что соответствует уровню циркулирующих ЭДПФ в крови, при стрессе, интенсивной физической нафузке, гипертензии, а также в ряде нервных расстройств этот уровень может существенно повышаться (Schoner, 2002, Dobretsov, Stimers, 2005) Эти факты свидетельствуют о реальности влияния ЭДПФ на силу мышечного сокращения

В целом, наши данные о действии наномолярных концентраций уабаина и маринобуфагенина в скелетной мышце позволяют предположить участие а2-изоформы №,К.-АТФази в модуляции мышечной функции через положительный инотропный эффект ЭДПФ

ВЫВОДЫ

1 АХ (100 нмоль/л) вызывает начальную деполяризацию скелетных мышечных волокон крысы (диафрагма, камбаловидная мышца), сменяемую гиперполяризацией величиной до 4 мВ (pOOl) Проадифен (5 мкмоль/л) блокирует фазу деполяризации, не влияя на величину и динамику последующей гиперполяризации, что свидетельствует о развитии этого эффекта АХ и при бтокаде ионных токов через каналы активированных никотиновых холинорецепторов

2 Вызываемая АХ гиперполяризация в диафрагме крысы блокируется дозо-зависимым образом при угнетении а2-изоформы Ыа,К-АТФазы уабаином Анализ кривых доза-ответ предсказывает наличие двух путав а2-изоформы, различающихся сродством к уабаину (ИК$о = 150 нмоль/л и 9 нмоль/л) Только пул с высоким сродством (~25% от общего электрогенного вклада а2-изоформы) опосредует гиперполяризующий эффект АХ

3 Специфический ингибитор Ыа,К-АТФазы маринобуфагенин дозо-зависимым образом блокирует гиперполяризующий эффект АХ (100 нмоль/л) в диафрагме крысы с

ИК50 = 29 нмоль/т, что доказывает ею способность блокировать а2-изоформу Ка,К-АТФазы

4 Мембранный потенциал покоя мышечных волокон диафрагмы крыс, хронически (в течение 2-3 недель) получавших инх.екции никотина, снижен на 2 1 мВ (р<0 01) по сравнению с контротем за счет уменьшения электрогенного вклада а2-изоформы Na,K-АТФазы

5 Уабаин и маринобуфагенин усиливают сокращения диафрагмы крысы на ~15% с ЭК50 =12 нмоль/л и 0 3 нмоль/л соответственно, что указывает на участие в реализации этого эффекта а2-изоформы Ыа,К-АТФазы Полная блокад! а2-изоформы уабаином (1 мкмоль/л) не вызывает нарушения одиночных и тетанических сокращений (прямая стимуляция) и не влияет на динамику утомления мышц разными паттернами стимуляции

6 Основную роль в поддержании работоспособности диафрагмы крысы выполняет al-изоформа Ыа,К-АТФазы Изоформа а2 является вспомогательной и может быть вовлечена в регуляцию мышечного электрогенеза и сокращения холинергическими лигандами и эндогенными дигиталисоподобными ингибиторами Ыа,К-АТФазы, циркулирующими в наномолярном диапазоне

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Лопатина Е В , Кравцова В В, Громова В В, Васильев А Н, Кривой И И Восстановление работоспособности утомляемой диафрагмы крысы при действии экзогенного ацетилхолина // Сборник научных статей " Проблемы экологии человека" Архангельск (28-30 июня) 2000 С 118-123

2 Vasiliev А N, Gromova V V, Knvoi 11 Possible role of ouabain-sensitive isoform of Na7K+-ATPase in rat motor nerve endings // Biolojpcal Motility Modem Trends in Research Int Symp Abstracts Pushchino (20-26 August) 2001 P 163-164

3 Васильев A.H, Кривой И И Участие оуабаин-чувствителЕной изоформы №+/К+-АТФазы в регуляции спонтанной квантовой секреции медиатора из двигательных нервных окончаний крысы //Веста С -Петерб Ун-та. Сер 3 2002 Bbin2(Nll) С 77-84

4 Knvoi 11, Vasiliev А N, Kravtsova V V, Dobretsov М, Mandel F Porcine kidney extract contains factors) that inhibit the ouabam-sensitive isoform of Na,K-ATPase (a2) in rat skeletal muscle a convenient electrophysiological assay 10th Int Conf on Na,K-ATPase and Related Cation Pumps Abstract Elsmore, Denmark (August 8-14) 2002 P 4 1 35

5 Mandel F, Vasiliev A N, Krivoi 11 Using the Na,K-ATPase itself for the large scale isolation and purification of endogenous digitalis-like factors // 10th Int Conf on Na,K-ATPase and Related Cation Pumps Abstract Elsinore, Denmark (August 8-14) 2002 P4 1 15

6 Mandel F, Vasiliev AN, Knvoi 11 Using the Na,K-ATPase itself for the large scale isolation and purification of endogenous digitalis-like fa< tors // Ann NY Acad Sci 2003 V986 P 617-619

7 Knvoi 11, Vasiliev A N, Kravtsova V V, Dobretsov M, Mandel F Porcine kidney extract contains factor(s) that inhibit the ouabain-sensi live isoform of Na,K-ATPase (a2) in rat skeletal muscle a convenient electrophysiological assay//Ann NY Acad Sci 2003 V986 P 639-641

8 Knvoi I, Drabkina T, Vasiliev A, Pr/tkov A, Skatchkov S , Eaton M J, Mandel F Nicotinic acetylcholine receptor in desensitized state can act as a signal transducer for the Na,K-ATPase // 47" Ann Meet Biophys Soc Abstract San Antonio, Texas (March 1-5) 2003 Pos 1126 P232a

9 Кривой И И, Васильев А.Н., Громова В В, Прытков А Е, Марахова И И, Кравцова В В, Добрецов М Г, Мандел Ф Ингибирующее действие экстракта почек свиньи на а2 изоформу Ыа.К-АТФазы мышечных волокон диафрагмы крысы // Росс физиол журн им И М Сеченова 2003 T89.N11 С 1340-1351

10 Кривой И.И, Драбкина Т М , Добрецов М Г, Васильев А.Н., Кравцова В В , Итон М, Скачков С Н, Мандел Ф Функциональная связь никотиновых хслинорецепторов и Na,K-АТФазы в скелетной мышце //Росс физиол журн им ИМ Сеченова 2004 Т90, N1 С 59-72

11 Knvoi 11, Drabkma Т М , Vasiliev А N, Kravtsova V V, Mandel F Novel principle of regulation of the Na,K-ATPase in skeletal muscle functional coupling with nicotinic acetylcholine receptor//Int Symp "Biological Motility" Pushchino, Russia (May 23 - June 1,2004) P 39-40

12 Кривой И И, Драбкина Т М, Васильев А Н , Прокофьев А В , Ващинкина Е В , Кравцова В В Изоформы Ка,К-АТФазы в скелетной мышце физиологическая роль и эндогенные ингибиторы // Физиологический съезд им И П Павлова Тез докл Екатеринбург 2004 С 378379

13 Васильев АН, Драбкина ТМ, Ващинкина ЕВ, Прокофьев АВ, Кривой ИИ Положительный инотропный эффект сердечных гликозидов в скелетной мышце // "Сердечнососудистая хирургия и ангиология - 2004" Санкт-Петербург 2004 С 61-63

14 Кривой ИИ, Драбкина ТМ, Васильев АН, Кравцова В В , Добрецов МГ Влияние блокады уабаином а2-изоформы №,К-АТФазы на электрофизиологические и сократительные характеристики в диафрагме крысы//Росс физиол журнал им ИМ Сеченова 2005 Т 91, N5 С 530-542

15 Knvoi 11, Drabkma Т М, Vasihev А N, Kravtsova V V, Mandel F Effects of ouabain on the a2 isoform of Na,K-ATPase, electrogenesis and contractility of rat diaphragm \\J Gen Physiol 2005 V 126 P 61a.

16 Mandel F, Drabkma T M, Vasiliev A.N, Kravtsova V V, Knvoi 11 Chronic nicotine exposure affects the ouabain-sensitive (a2) isoform of Na,K-ATPase in rat diaphragm muscle \\ J Gen Physiol

2005 V 126 P61a-62a

17 Драбкина T M, Ващинкина E В , Прокофьев А В , Васильев A.H, Кравцова В В , Кривой И И Положительный инотропный эффект и изменения электрогенеза в диафрагме крысы при частичной и полной блокаде уабаин-чувствительной изоформы Ка,К-АТФазы И Вестник СПбГУ

2006 Сер 3 Вып 2 С 60-67

18 Кривой ИИ., Драбкина ТМ, Васильев А.Н, Кравцова В В О роли уабаин-чувстветельной а2 изоформы №+,К+-АТФазы в скелетной мышце крысы // Биол мембраны 2006 Т 23, N2 С 139-147

19 Knvoi 11, Drabkma Т М., Kravtsova V V, Vasiliev А N, Vaschinkina Е V, Prokofiev А V, Kubasov IV The role of the <x2 isoform of the Na,K-ATPase in electrogenesis and contractility of the rat skeletal muscle // Intern Symp "Biological Motility Basic Research and Practice" Pushchino, Moscow region, Russia (May 11-15,2006) P50-51

20 Кривой И И, Драбкина Т М , Васильев А Н , Кравцова В В, Мандел Ф Анализ взаимодействия никотинового холинорецептора и №+,К+-АТФазы в скелетной мышце крысы и мембранном препарате электрического органа Torpedo // Росс физиол журнал им ИМ Сеченова. 2006 T92.N2 С 191-203

21 Knvoi 11, Drabkma Т М, Kravtsova V V, Vasiliev A N., Eaton М J, Skatchkov S N , Mandel F On the Junctional interaction between nicotinic acetylcholine receptor and Na+,K+-ATPase // Pflug Archiv - Eur J Physiol 2006 V 452, N6 P 756-765

22 Кривой И И, Драбкина Т М, Кравцова В В , Васильев А Н , Ващинкина Е В , Прокофьев А В, Кубасов И В Роль а2-изоформы №+,К+-АТФазы в положительном инотропном эффекте уабаина и маринобуфагенина в диафрагме крысы//Биофизика 2006 T51,N5 С 906-911

23 Knvoi 11, Drabkma Т М , Kravtsova V V , Vasil'ev А N, Vashchinkina Е V, Prokof ev А V, Kubasov IV Role of the 'Na+,K+-ATPase ct2 isoform in the positive inotropic effect of ouabain and mannobufagenm in the rat diaphragm//Biophysics 2006 V51N5 799-804

24 Кривой И И, Драбкина Т М, Васильев А.Н, Кубасов И В , Прокофьев А В , Ващинкина Е В , Кравцова В В Регуляторная функция а2-изоформы №,К-АТФазы в диафрагме крысы // XX Съезд Физиологического общества им И П Павлова Тез докл Москва 4-8 июня, 2007 С 51

Подписано в печать 24 04 2008 Формат 60*84 1/16 Бумага офсетная Печать овсетная Печ Л 1,25 Тираж 100 экз Заказ 323

Отпечатано с готового оригинал-макета ООО «Копировальный-Центр» 199025, Санкт-Петербург, ул Восстания д 1

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Васильев, Александр Николаевич

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Общие сведения и принцип работы К-АТФазы.

1.2. Изоформы Иа,К-АТФазы.

1.3. Сигнальная функция К-АТФазы.

1.4. Изоформы К-АТФазы в скелетной мышце.

1.5. Холинергическая регуляция К-АТФазы: функциональная связь с никотиновым холинорецептором.

1.6. Сердечные гликозиды (кардиотонические стероиды).

1.7. Эндогенные дигиталисоподобные ингибиторы К-АТФазы.

1.8. Положительное инотропное действие сердечных гликозидов.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Исследования на изолированном нервно-мышечном препарате диафрагме крысы.

2.1.1. Краткая характеристика объекта исследований.

2.1.2. Экспериментальная процедура и растворы.

2.1.3. Микроэлектродная регистрация.

2.1.4. Регистрация мышечных сокращений.

2.2. Биохимическая оценка активности Иа,К-АТФазы.

2.3. Оценка транспортной активности К-АТФазы.

2.4. Получение экстракта из почек свиньи.

2.5. Обработка результатов и применяемые вещества.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Холинергическая модуляция а2-изоформы Ыа,К-АТФазы в скелетной мышце крысы.

3.1.1. Участие а2-изоформы Иа,К-АТФазы в гиперполяризующем эффекте ацетилхолина в диафрагме крысы.

3.1.2. Роль ионных токов через канал никотинового рецептора в гиперполяризующем эффекте ацетилхолина в скелетной мышце крысы.

3.1.3. Влияние ингибиторов Ыа,К-АТФазы на гиперполяризующий эффект ацетилхолина в диафрагме крысы.

3.1.4. Влияние экстракта почек свиньи на Na,K-ATOa3y в препаратах разных тканей.

3.2. Острое и хроническое действие никотина на электрогенез и сократительные характеристики изолированной диафрагмы крысы.

3.2.1. Острое действие никотина на величину МПП мышечных волокон.

3.2.2. Хроническое действии никотина на электрогенез и сократительные характеристики диафрагмы крысы.

3.3. Положительный инотропный эффект уабаина и маринобуфагенина в диафрагме крысы.

3.3.1. Мышечные сокращения при блокировании а2~изоформы Ыа,К-АТФазы уабаином.

3.3.2. Мышечные сокращения при действии маринобуфагенина.

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

4.1. Холинергическая модуляция а2-изоформы Na,K-ATOa3bi в скелетной мышце крысы.

4.2. Острое и хроническое действие никотина на электрогенез и сократительные характеристики изолированной диафрагмы крысы.

4.3. Положительный инотропный эффект уабаина и маринобуфагенина в диафрагме крысы: роль а2-изоформы Na,K-ATOa3bi.

5. ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Физиологическая роль α2-изоформы Na,K-ATФазы в скелетной мышце крысы"

Актуальность исследования. Ыа,К-АТФаза (ЕС 3.6.1.37) - фермент, поддерживающий трансмембранные градиенты Na+ и К+ за счет активного транспорта этих ионов, что обеспечивает мембранный потенциал и возбудимость, а также ряд других важных транспортных механизмов клетки. Na,K-ATOa3a представляет собой димер, состоящий из а- и ß-субъединиц, в некоторых тканях включает также у-субъединицу. Субъединица а, содержащая места связывания с АТФ и ионами Na+ и К+, отвечает за каталитические и транспортные свойства Na,K-ATOa3bi, ее наружный участок является специфическим рецептором для сердечных гликозидов.

Для позвоночных известны четыре изоформы а-субъединицы Na,K-АТФазы (al - a4), каждая из которых кодируется собственным геном. По ряду данных основную насосную функцию в клетке выполняет изоформа al, тогда как прочие выполняют регуляторные функции. Изоформы Na,K-АТФазы различаются по чувствительности к Na+ и К+, АТФ, гормонам и физиологическим стимулам, а также к сердечным гликозидам. Физиологическая роль изоформ №,К-АТФазы во многом остается неясной и является предметом интенсивных исследований (Лопина, 1999; Lingrel, 1992; Sweadner, 1995; Blanco, Mercer, 1998; Mobasheri et al., 2000; Lopina, 2001; Dobretsov, Stimers, 2005; Mijatovic et al., 2007).

В последние годы появляется все больше подтверждений функциональной и молекулярной связи Ма,К-АТФазы с различными мембранными и внутриклеточными белками, формируется представление о дополнительной (не насосной) функции Ма,К-АТФазы как сигнальной молекулы (Крылов и др., 1999; Scheiner-Bobis, Schoner, 2001; Xie, Askari, 2002; Aperia, 2007; Schoner, Scheiner-Bobis, 2007).

В скелетной мышце экспрессируются al- и а2-изоформы Na,K-АТФазы, причем фракция а2-изоформы по разным данным составляет до

50% и более (Haber, Loeb, 1988; Lavoie et al., 1997; Thompson et al., 1999; Hansen, 2001; He et al., 2001; McDonough et al., 2002). Изоформа al равномерно распределена в поверхностной плазматической мембране, тогда как изоформа а2 присутствует и в поверхностной мембране, но преимущественно в Т-системе скелетных мышечных волокон вблизи триад (Williams et al., 2001; Cougnon et al., 2002). Тиреоидные гормоны, глюкокортикоиды, инсулин, гипокалемия и холиномиметики обладают селективным регулирующим влиянием на индукцию и/или активность а2-изоформы скелетной мыщцы (Haber, Loeb, 1988; Hundal et al., 1992; Marette et al., 1993; Kragenbrink et al., 1996; Thompson et al., 2001; McDonough et al., 2002; Krivoi et al., 2003; 2006). Количество а2-изоформы в плазматической мембране регулируется мышечным сокращением (Kristensen et al., 2008). У грызунов а2-изоформа чувствительна к уабаину, тогда как al-изоформа уабаин-резистентна, что позволяет фармакологически разделять эти изоформы специфическим ингибитором уабаином в концентрации 1 мкмоль/л (Кривой и др., 2006 а; Не et al., 2001; Hartford et al., 2004).

Хотя важность Na,K-ATOa3bi для поддержания работоспособности скелетной мыщцы хорошо известна (Clausen, 1998; 2003; Sejersted, Sjogaard, 2000), физиологическая роль al- и а2-изоформ в скелетных мышечных волокнах во многом не выяснена, причем до недавнего времени подобные исследования проводили преимущественно на мышцах мутантных животных (Не et al., 2001) и эмбрионов (Radzyukevich et al., 2004). Лишь недавно в опытах на зрелых мышцах нормальных крыс было установлено, что основную роль в поддержании электрогенеза скелетной мышцы играет al-изоформа; вклад в мембранный потенциал покоя (МПП) а2-изоформы относительно невелик (Кривой и др., 2003; 2006 а). Что касается работоспособности мышц, индивидуальная роль изоформ Ыа,К-АТФазы остается совершенно не ясной.

Другой вопрос связан со способностью ацетилхолина (АХ) регулировать №,К-АТФазу, что имеет непосредственное отношение к классической проблеме немедиаторной функции медиаторов (Ухтомский, 1940; Гинецинский, Михельсон, 1937; Коштоянц, 1951; Беритов, 1959; Зефиров, 1967; Полетаев, 1974). В скелетной мышце АХ в наномолярных концентрациях активирует №,К-АТФазу, за счет чего вызывает не деполяризацию, а гиперполяризацию мышечных волокон (Платонова и др., 1986; Dlouha et al., 1979; Vyskocil et al., 1983; Nikolsky et al., 1994). Показано, что этот эффект АХ в диафрагме крысы реализуется за счет увеличения электрогенного вклада а2-изоформы Ыа,К-АТФазы, а в основе эффекта лежит функциональное взаимодействие между никотиновым холинорецептором (нХР) и этой изоформой (Кривой и др., 2004; 2006 а,б; Krivoi et al., 2006). Тонкие механизмы этого взаимодействия до конца не раскрыты. В частности остается неясной роль ионных токов через каналы нХР в реализации гиперполяризующего действия АХ в скелетной мышце.

Имеющиеся данные позволяют предположить, что а2-изоформа Na,K-АТФазы в скелетной мышце может быть вовлечена в регуляцию мышечного электрогенеза циркулирующими в наномолярном диапазоне концентраций холинергическими лигандами. Такие состояния могут возникать при недостаточности активности ацетилхолинэстеразы, при клиническом использовании антихолинэстеразных препаратов, а также при курении, когда концентрация никотина в крови составляет сотни наномолей (Lester, Dani, 1995; Benowitz et al., 1997; Dani, De Biasi, 2001). Основное внимание исследователей во всем мире сосредоточено на роли никотина в ЦНС. Описано снижение экспрессии а2-изоформы Ыа,К-АТФазы в мозге крысы в условиях хронического действия никотина (Wang et al., 1994). Что касается скелетной мускулатуры, содержащей большой пул нХР, - потенциальных мишеней никотина, то имеются лишь единичные работы о хроническом влиянии никотина на скелетные мышцы (Larsson et al., 1988; Price et al.,

2003). В частности, нет данных о хроническом влиянии никотина на электрогенез и критически важный для функционирования скелетной мышцы фермент - Ыа,К-АТФазу, хотя известно о возможности холинергической модуляции этого белка.

И, наконец, сердечные гликозиды (уабаин, дигоксин и др.), являющиеся высокоспецифичными ингибиторами Ыа,К-АТФазы, в терапевтических дозах обладают кардиотоническим действием за счет положительного инотропного эффекта в сердечной мышце. Этот эффект обусловлен частичным ингибированием а2-изоформы Ма,К-АТФазы, которая кластеризована с Ма ,Са -обменником в субклеточных микродоменах, примыкающих к саркоплазматическому ретикулуму (В1аиБ1ет, Оо1оута, 2001; ВоБ1ашс а1., 2003; 2005). В скелетной мышце также описан подобный эффект сердечных гликозидов (Кривой и др., 2005; УашатоШ а1., 1981; Не а1., 2001). Механизм этого эффекта в скелетной мышце не известен, однако предположительно в нем также участвует а2-изоформа ИаД-АТФазы (Не ег а1., 2001).

Цель работы: выявление возможной роли а2-изоформы №,К-АТФазы в регуляции скелетной мышцы холинергическими лигандами и дигиталисоподобными ингибиторами №,К-АТФазы в наномолярном диапазоне концентраций.

Задачи исследования:

1. Провести подробный анализ гиперполяризующего эффекта АХ в скелетной мышце крысы, включающий изучение действия специфических блокаторов Ыа,К-АТФазы, динамики развития эффекта и роли ионных токов через каналы нХР в его реализации.

2. Исследовать хроническое действие никотина на электрические и сократительные характеристики скелетной мышцы крысы, оценить возможность модулирующего влияния никотина на а2-изоформу №,К-АТФазы.

3. Исследовать вовлечение а2-изоформы ЫаД-АТФазы в реализацию положительного инотропного эффекта кардиотонических стероидов в скелетной мышце крысы, оценить роль этой изоформы в поддержании работоспособности мышцы.

Положения, выносимые на защиту:

1) В мышечных волокнах диафрагмы крысы предполагается существование двух пулов а2-изоформы ИаД-АТФазы с различным сродством к уабаину, только один из которых опосредует гиперполяризующий эффект АХ в наномолярной концентрации. Ионные токи через каналы нХР не являются фактором развития гиперполяризации, вызываемой АХ.

2) Хронические инъекции никотина в течение 2-3 недель приводят к долговременной модуляции работы Иа,К-АТФазы и нарушению электрогенеза скелетной мышцы крысы за счет уменьшения электрогенного вклада а2-изоформы Ыа,К-АТФазы.

3) Полная блокада а2-изоформы уабаином не вызывает нарушения работоспособности диафрагмы крысы при разных паттернах стимуляции. Специфические блокаторы Ка,К-АТФазы уабаин и маринобуфагенин усиливают сокращения диафрагмы в наномолярном диапазоне концентраций, соответствующем уровню их циркулирующих эндогенных аналогов.

Научная новизна. Впервые установлено, что кривая доза - ответ для действия уабаина на МПП мышечных волокон диафрагмы крысы существенно изменяется в присутствии 100 нмоль/л АХ, гиперполяризующего мембрану. При анализе кривых впервые предсказано существование двух пулов а2-изоформы №,К-АТФазы с различным сродством к уабаину, из которых только один вовлечен в реализацию гиперполяризующего эффекта АХ. Впервые исследована динамика действия АХ в наномолярной концентрации и описано наличие фазы деполяризации, предшествующей развитию гиперполяризации. Установлено, что проадифен - блокатор открытого ионного канала нХР, устраняет фазу деполяризации, не влияя на величину и динамику гиперполяризации, что свидетельствует о развитии этого эффекта АХ и при блокаде ионных токов через каналы нХР. Впервые продемонстрировано, что маринобуфагенин из паротидных желез Bufo marinus, считающийся специфическим лигандом al-изоформы №,К-АТФазы, блокирует гиперполяризующий эффект АХ в диафрагме крысы аналогично уабаину, что свидетельствует о его способности блокировать ос2-изоформу. Впервые в условиях моделирования формирования никотиновой зависимости у крыс, хронически (в течение 2 — 3 недель) получавших инъекции никотина, обнаружено снижение MIJL1L диафрагмы за счет уменьшения электрогенного вклада ос2-изоформы №,К-АТФазы. Описаны нарушения сократительной функции, согласующиеся с данными об увеличении в мышцах курильщиков табака доли быстрых волокон и уменьшении доли медленных волокон. Впервые показано, что при полной блокаде а2-изоформы уабаином (1 мкмоль/л) активности al-изоформы достаточно для поддержания работоспособности диафрагмальной мышцы при разных паттернах стимуляции. Установлено, что уабаин и маринобуфагенин усиливают сокращения диафрагмы крысы (положительный инотропный эффект) в диапазоне концентраций, соответствующем уровню их эндогенных аналогов.

Практическая значимость работы. Полученные данные раскрывают механизм участия а2-изоформы №,К-АТФазы в долговременной регуляции скелетной мышцы циркулирующими в наномолярном диапазоне холинергическими лигандами и дигиталисоподобными ингибиторами Na,K-АТФазы. Эти знания важны для понимания механизмов побочных эффектов применяемых в клинике сердечных гликозидов, антихолинэстеразных препаратов (применяемых как стимуляторы памяти, при лечении ряда нейродегенеративных расстройств, миастении и др.)? а также негативных последствий курения. Исследование физиологической роли изоформ Na,K-АТФазы и механизмов их регуляции также важно для понимания процессов адаптации в условиях стресса, интенсивной двигательной активности и др. Выделение и идентификация эндогенных ингибиторов а2-изоформы Na,K-АТФазы может стать основой для разработки новых стимуляторов мышечной и сердечной деятельности.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всероссийских школах "Актуальные проблемы нейробиологии" (Казань, 2000, 2001); Российской медико-биологической конференции "Человек и его здоровье" (Санкт-Петербург, 2000, 2001); конференции молодых ученых России с международным участием "Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины" (Москва, 2001); 10th International Conference on Na,K-ATPase and Related Cation Pumps (Elsinore, Denmark, 2002); 47th Biophysical Society Meeting (San Antonio, Texas, USA, 2003); 11th International ATPase Conference and 59th Annual Meeting and Symposium of the Society of General Physiologists (Woods Hole, Massachusetts, USA, 2005); International Symposium "Biological Motility: Basic Research and Practice" (Pushchino, Russia, 2006); XX Съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Москва, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 работы, из них 11 статей в рецензируемых изданиях и 10 тезисов на междунар. конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 121 страницы состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования, обсуждения, выводов и списка литературы, включающего 176 источников, из которых 34 отечественных и 142 зарубежных. Диссертация иллюстрирована 21 рисунком и 1 таблицей.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Васильев, Александр Николаевич

5. ВЫВОДЫ

1. АХ (100 нмоль/л) вызывает начальную деполяризацию скелетных мышечных волокон крысы (диафрагма, камбаловидная мышца), сменяемую гиперполяризацией величиной до 4 мВ (р<0.01). Проадифен (5 мкмоль/л) блокирует фазу деполяризации, не влияя на величину и динамику последующей гиперполяризации, что свидетельствует о развитии этого эффекта АХ и при блокаде ионных токов через каналы активированных никотиновых холинорецепторов.

2. Вызываемая АХ гиперполяризация в диафрагме крысы блокируется дозо-зависимым образом при угнетении а2-изоформы Na,K-ATOa3bi уабаином. Анализ кривых доза-ответ предсказывает наличие двух пулов а2-изоформы, различающихся сродством к уабаину (ИК5о =150 нмоль/л и 9 нмоль/л). Только пул с высоким сродством (-25% от общего электрогенного вклада а2-изоформы) опосредует гиперполяризующий эффект АХ.

3. Специфический ингибитор Na,K-ATOa3bi маринобуфагенин дозо-зависимым образом блокирует гиперполяризующий эффект АХ (100 нмоль/л) в диафрагме крысы с ИК50 = 2.9 нмоль/л, что доказывает его способность блокировать а2-изоформу №,К-АТФазы.

4. Мембранный потенциал покоя мышечных волокон диафрагмы крыс, хронически (в течение 2-3 недель) получавших инъекции никотина, снижен на 2.1 мВ (р<0.01) по сравнению с контролем за счет уменьшения электрогенного вклада а2-изоформы №,К-АТФазы.

5. Уабаин и маринобуфагенин усиливают сокращения диафрагмы крысы на ~15% с ЭК5о =1.2 нмоль/л и 0.3 нмоль/л соответственно, что указывает на участие в реализации этого эффекта а2-изоформы Na,K-АТФазы. Полная блокада а2-изоформы уабаином (1 мкмоль/л) не вызывает нарушения одиночных и тетанических сокращений (прямая стимуляция) и не влияет на динамику утомления мышц разными паттернами стимуляции.

6. Основную роль в поддержании работоспособности диафрагмы крысы выполняет al-изоформа №,К-АТФазы. Изоформа а2 является вспомогательной и может быть вовлечена в регуляцию мышечного электрогенеза и сокращения холинергическими лигандами и эндогенными дигиталисоподобными ингибиторами Ыа,К-АТФазы, циркулирующими в наномолярном диапазоне.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Васильев, Александр Николаевич, Санкт-Петербург

1. Багров А.Я., Жабко Е.П., Маслова М.Н., Рукояткина Н.И., Уханова М.В., Федорова О.В. Роль эндогенного дигоксиноподобного фактора в регуляции кровообращения и в происхождении аритмий при ишемии миокарда // Терапевтический архив. 1989. - Т. 61. - С. 84-89.

2. Багров А.Я. Эндогенный дигоксиноподобный ингибитор Na,K-АТФазы: роль в регуляции кровообращения, патогенезе инфаркта миокарда и артериальной гипертензии. Автореф. докт. дис. СПб. - 1997. - 36 с.

3. Беритов И.С. Физиология нервной и мышечной системы. М — Л.: Изд-во АН СССР. - 1959. -Т.1.-600 с.

4. Болдырев A.A. Na/K-АТФаза свойства и биологическая роль // Соросовский образовательный журнал. - 1998. - Т. 4, №29. - С. 2-9.

5. Веренинов A.A., Виноградова Т.А., Ивахнюк И.С., Марахова И.И., Торопова Ф.В. Применение пламенно-эмиссионного анализа для измерения потоков щелочных катионов через клеточную мембрану // Цитология. 1982. - Т.14, №1. - С. 98-103.

6. Гинецинский А.Г., Михельсон Н.И. О гуморальной передаче нервного возбуждения в двигательных окончаниях соматического нерва // Успехи совр. биол. 1937. - Т.6. - С.399-431.

7. Голиков С.Н., Долго-Сабуров В.Б., Елаев Н.Р., Кулешов В.И. Холинергическая регуляция биохимических систем клетки. М.: Медицина. -1985.-224 с.

8. Долго-Сабуров В.Б. Холинергическая импульсация и некоторые биохимические системы / В кн.: Холинергическая регуляция биохимических систем клетки. М.: Медицина. - 1985. - С.86-158.

9. Долго-Сабуров В.Б. Молекулярные механизмы нейромедиаторных эффектов ацетилхолина // Нейрохимия. 1987. - Т.6, № 4.-С.611-621.

10. Драбкина Т.М., Кривой И.И. От разнообразия молекулярных форм к функциональной специализации олигомерных белков. Никотиновый холинорецептор, ацетилхолинэстераза и Ыа+,К+-АТФаза // Цитология. 2004. -Т. 46, №2.-С. 89-104.

11. Зефиров Л.Н. О значении ацетилхолинового обмена в механизме деятельности соматической нервной системы // Автореф. докт. дис. — Казань.- 1967.-37 с.

12. Казеннов A.M., Маслова М.Н., Савина Г.В. Сравнительная характеристика свойств №,К-АТФазы эритроцитов человека и карпа Cyprinus Carpió II Журн.эволюц.биохим.физиол. 1984. - Т.20, № 2. - С. 167172.

13. Коштоянц Х.С. Белковые тела, обмен веществ и нервная регуляция. -М.: Изд-во АН СССР. 1951. - 100 с.

14. Кривой И.И., Драбкина Т.М., Васильев А.Н., Кравцова В.В. О роли уабаин-чувствительной а2 изоформы №+,К+-АТФазы в скелетной мышце крысы. Биол. мембраны. 2006 а. Т. 23. № 2. С. 139-147.

15. Кривой И.И., Кулешов В.И., Матюшкин Д.П. Нервно-мышечный синапс и антихолинэстеразные вещества. Л.: Изд-во ЛГУ. - 1987. - 240 с.

16. Крутецкая З.И., Лебедев O.E., Курилова Л.С. Механизмы внутриклеточной сигнализации. СПб.: Изд-во СПбГУ. - 2003. — 208 с.

17. Крылов Б.В., Дербенев A.B., Подзорова С.А., Людыно М.И., Кузьмин A.B., Изварина Н.Л. Морфин уменьшает чувствительность к потенциалу медленных натриевых каналов // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1999. - Т. 85. - С. 225-236.

18. Лайсек Р.П., Барчи P.JI. Миастения. М.: Медицина. - 1984. -272 с.

19. Лопина О.Д. №+,К+-АТР-аза: структура, механизм и регуляция активности // Биол. Мембр. 1999. - Т. 16, № 6. - С.584-603.

20. Маслова М.Н., Ганелина И.Е., Багров А.Я., Федорова О.В. Особенности свойств Ка,К-АТФазы эритроцитов при остром инфаркте миокарда и синдроме острой коронарной недостаточности // Ишемическая болезнь сердца (под ред. В.А. Алмазова). — Л.: 1990. — С.67-73.

21. Ноздрачев А.Д., Поляков Е.Л. Анатомия крысы. СПб.: Изд. «Лань». - 2001. - 464 с.

22. Платонова Р.Д., Посконова М.А., Родионов И.М. Активация ацетилхолином натриевого насоса в мышце лягушки // Физиол.журн. СССР им. И.М.Сеченова. 1986. - Т.72, №7. - С.921-925.

23. Полетаев Г.И. Значение гуморальных факторов в механизме передачи возбуждения с нерва на скелетную мышцу // Автореф. дисс„. д-ра биол. наук. Казань. - 1974. - 28 с.

24. Прозоровский В.Б., Саватеев Н.В. Неантихолинэстеразные механизмы действия антихолинэстеразных средств. Л.: Медицина. - 1976. -160 с.

25. Сорочинская Е.И. Биоорганические соединения. Поли- игетерофункциональные соединения. Биополимеры и их структурныеiкомпоненты. СПб: Издательство СПбГУ. - 2002. — 148 с.

26. Ухтомский A.A. (1940). Очерк физиологии нервной системы // Собр. соч. Л.: Изд-во ЛГУ. - 1954. - Т.4. - 231 с.

27. Федин А.Н., Ноздрачев А.Д., Бреслав И.С. Физиология респираторных систем. СПб.: Издательство СПбГУ. - 1997. - 183 с.

28. Ходоров Б.И. Общая физиология возбудимых мембран (руководство по физиологии). М.: Наука. - 1975. - 406 с.

29. Шмерлинг М.Д., Филюшина Е.Е., Бузуева И.И., Гребнева О.Л., Плотникова Н.А. Скелетная мышца. Структурно-функциональные аспекты адаптации. Под ред. акад. АМН СССР Ю.И.Бородина. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. - 1991. - 121 с.

30. Aizman О., Uhlen P., Lai М., Brismar Н., Aperia A. Ouabain, а steroid hormone that signals with slow calcium oscillations // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2001. - V.98. - P.13420-13424.

31. Aperia A. New roles for an old enzyme: Na,K-ATPase emerges as an interesting drug target // J. Intern. Med. 2007.- V.261, №1. - P. 44-52.

32. Arnon A., Hamlyn J.M., Blaustein M.P. Ouabain augments Ca transients in arterial smooth muscle without raising cytosolic Na+ // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2000. - V. 279. - H679-H691.

33. Bagrov A.Y., Fedorova O.V., Dmitrieva R.Y., Howald W.N., Hunter A.P., Kuznetsova E.A., Shpen V.M. Characterization of a urinary bufodienolide Na+,K+-ATPase inhibitor in patients after acute myocardial infarction // Hypertens. 1998.-V. 31.-P. 1097-1103.

34. Balzan S., D'Urso G., Ghione S., Martinelli A., Montali U. Selective inhibition of human erythrocyte Na+/K+ ATPase by cardiac glycosides and by a mammalian digitalis like factor // Life Sci. 2000. - V. 67. - P. 1921-1928.

35. Balzan S, D'Urso G, Nicolini G, Forini F, Pellegrino M, Montali U. Erythrocytes sodium pump stimulation by ouabain and an endogenous ouabain-like factor // Cell. Biochem. Funct. 2007. - V.25. - P. 297-303.

36. Begyun P., Beggah A., Cotecchia S., Geering K. Adrenergic, dopaminergic, and muscarinic receptor stimulation leads to PICA phosphorylation of Na-K-ATPase // Am. J. Physiol. 1996. - V.270. - C131-C137.

37. Benowitz N.L., Zevin S., Jacob P. Sources of variability in nicotine and cotinine levels with use of nicotine nasal spray, transdermal nicotine, and cigarette smoking // Br. J. Clin. Pharmacol. 1997. - V. 43. - P.259-267.

38. Berchtold M.W., Brinkmeier H., Muntener M. Calcium ion in skeletal muscle: its crucial role for muscle function, plasticity, and disease // Physiol. Rev. 2000. - V. 80-P. 1216-1263.

39. Biser P.S., Thayne K.A., Fleming W.W. et al. Na,K-ATPase a-subunit isoform distribution and abundance in guinea-pig longitudinal muscle/myenteric plexus after exposure to morphine //BrainRes. 2002. - V.931. - P. 186-193.

40. Blanco G., Mercer R.W. Isozymes of the Na-K-ATPase: heterogeneity in structure, diversity in function // Am. J. Physiol. 1998. - V. 275. - F633-F655.

41. Blaustein M.P. Physiological effects of endogenous ouabain: controlo Iof intracellular Ca stores and cell responsiveness // Am. J. Physiol. (Cell Physiology 33). 1993. - V. 264. - C1367- C1387.

42. Blaustein M.P., Golovina V.A. Structural complexity and functional diversity of endoplasmic reticulum Ca stores // Trends Neurosci. 2001. - V. 24. -P. 602-608.

43. Butt A.N., Tennant B.P., Gillingwater S.D., Shepherd P.S., Swaminathan R. Binding of ouabain and human ouabainlike substance to different Na+,K+-ATPase isoforms // Hypertens. Res. 2000. - V. 23. - P. 45-50.

44. Clausen T. Long- and short-term regulation of the Na+-K+ pump in skeletal muscle // News Physiol. Sci. 1996. - V. 11. - P. 24-30.

45. Clausen T. Clinical and therapeutic significance of the Na+,K+ pump // Clinical science. 1998. - V. 95. - P. 3-17.

46. Clausen T. Na+-K+ pump regulation and skeletal muscle contractility // Physiol. Rev. 2003. - V.83. - P. 1269-1324.

47. Cougnon M.H., Moseley A. E., Radzyukevich T.L., Lingrel J.B., Heiny J.A. Na,K-ATPase a- and p-isoform expression in developing skeletalmuscles: a2 correlates with t-tubule formation // Eur. J. Physiol. 2002. - V. 445. -P. 123-131.

48. Dani J.A., De Biasi M. Cellular mechanisms of nicotine addiction // Pharmacol. Biochem. Behavior. 2001. - V. 70. - P. 439-446.

49. Danilenko M.P., Turmukhambetova V.C., Yesirev O.V., Tkachuk V.A., Panchenko M.P. Na+-K+-ATPase-G protein coupling in myocardial sarcolemma: separation and reconstitution // Am. J. Physiol. 1991. - V. 261, № 4.-P. 87-91.

50. Delbono O., Kotsias B.A. Hyperpolarizing effect of aminophylline, theophylline, and cAMP on rat diaphragm fibers // J. Appl. Physiol. 1988. - V. 65, №5.-P. 1893-1899.

51. Dlouha H., Teisinger J., Vyskocil F. Activation of membrane Na+/K+-ATPase of mouse skeletal muscle by acetylcholine and its inhibition by a-bungarotoxin, curare and atropine // Pflugers Arch. 1979. - V. 380, № 1. - P. 101-104.

52. Dobretsov M., Hastings S.L., Sims T.J., Stimers J.R., Romanovsky D. Stretch receptor-associated expression of a3 isoform of the Na+,K+-ATPase in rat peripheral nervous system // Neuroscience. 2003. - V. 116. - P. 1069-1080.

53. Dobretsov M., Stimers J.R. Neuronal function and alpha3 isoform of the Na/K-ATPase // Front. Biosci. 2005. - V. 10. - P. 2373-2396.

54. Doris P.A., Bagrov A.Y. Endogenous sodium pump inhibitors and blood pressure regulation: an update on recent progress // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1998. - V. 218. - P. 156-167.

55. Dostanic I., Lorenz J.N., Schultz J.E.J., Grupp I.L., Neumann J.C., Wani M.A., Lingrel J.B. The a2-isoform of Na,K-ATPase mediates ouabain-induced cardiac inotropy in mice// J. Biol. Chem. 2003. - V. 278. - P. 5302653034.

56. Elfman L., Heilbronn E., Jorgensen P. Fraction of protein components of plasma membranes from the electric organ Torpedo marmorata II Biochim. Biophys. Acta. 1982. - V.693, № 2. - P.273-279.

57. Fedorova O.V., Bagrov A.Y. Inhibition of Na/K ATPase from rat aorta by two Na/K pump inhibitors, ouabain and marinobufagenin; (evidence of interaction with different a-subunit isoforms) // Am. J. Hypertens. 1997. - V.10. -P. 929-935.

58. Fedorova O.V., Lakatta E.G., Bagrov A.Y. Endogenous Na,K pump ligands are differentially regulated during acute NaCl loading of Dahl rats // Circulation. -2000. V. 102. - P. 3009-3014.

59. Ferrandi M., Minotti E., Salardi S., Florio M., Bianchi G., Ferrari P. Ouabainlike factor in Milan hypertensive rats // Am. J. Physiol. Renal Physiol. -1992. -V. 263. P. F739-F748.

60. Fridman A.I., Matveev S.A., Agalakova N.I., Fedorova O.V., Lakatta E.G., Bagrov A.Y. Marinobufagenin, an endogenous ligand of alpha-1 sodium pump, is a marker of congestive heart failure severity // J. Hypertens. 2002. - V. 20.-P. 1189-1194.

61. Gao J., Wymore R.S., Wang Y., Gaudette G.R., Krukenkamp I.B., Cohen I.S., Mathias R.T. Isoform-specific stimulation of cardiac Na/K pumps by nanomolar concentrations of glycosides // J. Gen. Physiol. 2002. - V. 119. - P. 297-312.

62. Garland C.M., Foreman R.C., Chad J.E., Holden-Dye L., Walker RJ. The actions of muscle relaxants at nicotinic acetylcholine receptor isoforms // Eur. J. Pharmacol. 1998. - V.357. - P.83-92.

63. Glitsch H.G. Electophysiology of the Sodium-Potassium-ATPase in cardiac cells // Physiol. Rev. -2001. V. 81, № 4. - P. 1791-1826.

64. Gloor S.M. Relevance of Na,K-ATPase to local extracellular potassium homeostasis and modulation of synaptic transmission // FEBS Letters. -1997.-V.412.-P. 1-4.

65. Golden W.C., Martin L.J. Low-dose ouabain protects against excitotoxic apoptosis and up-regulates nuclear BCL-2 in vivo // Neuroscience. -2006. V.137. - P.133-144.

66. Gooz M., Toth M., Vakkuri O. et al. Endogenous ouabain-like factor (OLF) secretion is modulated by nicotinic mechanisms in rat adrenocortical cells // Life Sci. 2004. - V.74, №17. - P.2111-2128.

67. Gorman A., Marmor M. Steady-state contribution of the sodium pump to the resting potention of a molluscan neurone // J. Physiol. 1974. - V.242. -P.35-48.

68. Grutter T., Changeux J.-P. Nicotinic receptors in wonderland // Trends Biochem. Sci. -2001. V.26. -P.459-462.

69. Haber R.S., Loeb J.N. Selective induction of high- ouabain -affinity isoform of Na+-K+-ATPase by thyroid hormone // Am. J. Physiol. 1988. - V. 255. -E912-E919.

70. Hamlyn J.M. Observation of the nature, biosynthesis, secretion and significance of endogenous ouabain // Clin. Exp. Hypertens. 1998. - V. 20. - P. 523-533.

71. Hamlyn J.M., Blaustein M.P., Bova S., DuCharme D.W., Harris D.W., Mandel F., Mathews W.R., Ludens J.H. Identification and characterization of a ouabain-like compound from human plasma // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1991. V. 88, № 14. - P. 6259-6263.

72. Hansen O. The oti isoform of Na+,K+-ATPase in rat soleus and extensor digitorum longus // Acta Physiol. Scand. 2001. - V.173. - P.335-341.

73. Harder T., Simons K. Caveolae, DIGs, and the dynamics of sphingolipid-cholesterol microdomains // Curr. Opin. Cell. Biol. 1997. - V.9. -P.534-542.

74. Hartford A.K., Messer M.L., Moseley A.E., Lingrel J.B., Delamere N.A. Na,K-ATPase a2 inhibition alters calcium responses in optic nerve astrocytes // Glia. 2004. - V. 45. - P. 229-237.

75. He S., Shelly D.A., Moseley A.E., James P.F., James J.H., Paul R.J., Lingrel J.B. The ar and a2-isoforms of Na-K-ATPase play different roles in skeletal muscle contractility // Am. J. Physiol. Reg. Integ. Comp. Physiol. -2001. -V. 281. -R917-R925.

76. Henning R.H., Nelemans S.A., van den Akker J. et al. Induction of Na,K-ATPase activity by long-term stimulation of nicotinic acetylcholine receptors in C2C12 myotubes // Br. J. Pharmacol. 1994. - V.l 11. - P.459^164.

77. Hicks A., McComas A.J. Increased sodium pump activity following repetitive stimulation of rat soleus muscles // J. Physiol. 1989. - V.414. - P.337-349.

78. Higham S.C., Melikian J., Karin N.J., Ismail-Beigi F., Pressley T.A. Na,K-ATPase expression in C2Ci2 cells during myogenesis: minimal contribution of a2 isoform to Na,K transport // J. Membr. Biol. 1993. - V.l31. - P. 129-136.

79. Hobbiger F. Pharmacology of anticholinesterase drugs // In: Handbook of experimental pharmacology. New York. Springer-Verlag. 1976. -V.42. - P.487—581.

80. Hundal H.S., Marette A., Ramlal T., Liu Z., Klip A. Expression of (3 subunit isoforms of the Na+,K+-ATPase is muscle type-specific // FEBS Lett. -1993.-V. 328.-P. 253-258.

81. Jaimovich E., Donoso P., Liberona J.L., Hidalgo C. Ion pathways in transwerse tubules. Quantification of receptors in membranes isolated from frog and rabbit skeletal muscle // Biochim. Biophys. Acta. 1986. - V. 855, № 1. - P. 89-98.

82. Juhaszova M., Blaustein M.P. Na+ pump low and high ouabain affinity a subunit isoforms are differently distributed in cells // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. -V.94. - P. 1800-1805.

83. Kabakov A.Y. Activation of Katp channels by Na/K pump in isolated cardiac myocytes and giant membrane patches // Biophys. J. 1998. - V.75. -P.2858-2867.

84. Karlin A. On the application of "a plausible model" of allosteric proteins to the receptor for acetylcholine // J. Theor. Biol. 1967. - V.l6. - P.306-320.

85. Kong J.-Q., Leedham J.A., Taylor D.A., Fleming W.W. Evidence that tolerance and dependence of guinea pig myenteric neurons to opioids is a function of altered electrogenic sodium-potassium pumping // J. Pharmacol. Exp. Ther. -1997.-V. 280.-P. 593-599.

86. Kragenbrink R., Higham S.C., Sansom S.C., Pressley T.A. Chronic stimulation of acetylcholine receptors: differential effects on Na,K-ATPase isoforms in a myogenic cell line // Synapse. -1996. V. 23, № 3. - P. 219-223.

87. Kristensen M., Rasmussen M.K., Juel C. Na+-K+ pump location and translocation during muscle contraction in rat skeletal muscle // Pflugers Arch. -Eur. J. Physiol. 2008. -DOI 10.1007/s00424-008-0449-x.

88. Krivoi I.I., Drabkina T.M., Kravtsova V.V., Vasiliev A.N., Eaton M.J., Skatchkov S.N., Mandel F. On the functional interaction between nicotinic acetylcholine receptor and Na,K-ATPase// Pflug. Archiv Eur. J. Physiol. - 2006. - V.452, №6. - P.756-765.

89. Larsson L., Orlander J. Skeletal muscle morphology, metabolism and function in smokers and non-smokers. A study on smoking discordant monozygous twins. // Acta Physiol. Scand. 1984. - V. 10. - P. 343-352.

90. Larsson L., Orlander J., Ansved T. Effects of chronic nicotine exposure on contractile enzyme-histochemical and biochemical properties of fastand slow-twitch muscles in the rat// Acta Physiol. Scand. 1988. - V.134. - P.519-527.

91. Lavoie L., Levenson R., Martin-Vasallo P., Klip A. The molar ratios of a and P subunits of the Na+-K+-ATPase differ in distinct subcellular membranes from rat skeletal muscle // Biochem. 1997. - V. 36. - P. 7726-7732.

92. Lester R.A., Dani J.A. Acetylcholine receptor desensitization induced by nicotine in rat medial habenula neurons // J. Neurophysiol. 1995. - V. 74. -P. 195-206.

93. Lichtstein D., Rosen H. Endogenous digitalis-like Na,K-ATPase inhibitors, and brain function // Neurochem. Res. 2001. - V. 26, № 8/9. - P. 971978.

94. Lingrel J.B. Na,K-ATPase: isoform structure, function, and expression // J. Bioenerg. Biomembr. 1992. - V. 24. - P. 263-270.

95. Longo N., Scaglia F., Wang Y. Insulin increases the turnover rate of Na+-K+-ATPase in human fibroblasts // Am. J. Physiol. (Cell Physiol.). 2001. -V. 280. - C912-C919.

96. Lopina O.D. Interaction of Na,K-ATPase catalytic subunit with cellular proteins and other endogenous regulators // Biochemistry (Moscow). -2001.-V. 6.-P. 1122-1131.

97. Magazanik L.G., Vyskocil F. Desensitization at the neuromuscular junction / In: "Motor innervation of muscle", ed. Thesleff. 1976. - P.151-176.

98. Mandel F., Vasiliev A.N., Krivoi I.I. Using the Na,K-ATPase itself for the large scale isolation and purification of endogenous digitalis-like factors // Ann. N.Y. Acad. Sci.-2003. V. 986.-P. 617-619.

99. Marette A., Krischer J., Lavoie L., Ackerley C., Carpentier J-L., Klip A. Insulin increases the Na-K-ATPase a2-subunit in the surface of rat skeletalmuscle: morphological evidence // Am. J. Physiol. 1993. - V. 265. - CI716-C1722.

100. Mathias R.T., Cohen I.S., Gao J., Wang Y. Isoform-specific regulation of the Na+-K+ pump in heart //News Physiol. Sci. 2000. - V. 15. - P. 176-180.

101. McDonough A.A., Thompson C.B., Youn J.H. Skeletal muscles regulates extracellular potassium // Am. J. Physiol. 2002. - V. 282 (Renal Physiol.).-F967-F974.

102. McGarry S.J., Williams A.J. Digoxin activates sarcoplasmic reticulum Ca -release channels: a possible role in cardiac inotropy // Br. J. Pharmacol. -1993.-V. 108.-P. 1043-1050.

103. McGehee D.S., Role L.W. Physiological diversity of nicotinic acetylcholine receptors expressed by vertebrate neurons // Ann. Rev. Physiol. -1995.-V.57.-P. 521-546.

104. Metzger J.M., Scheidt K.B., Fitts R.N. Histochemicall and physiological characteristics of the rat diaphragm // J. Appl. Physiol. 1985. - V. 58, №4.-P. 1085-1091.

105. Miyakawa-Naito A., Uhlen P., Lai M. et al. Cell signaling microdomain with Na,K—ATPase and inositol 1,4,5-trisphosphate receptor generates calcium oscillations // J. Biol. Chem. 2003. - V.278, №50. - P.50355-50361.

106. Mohammadi K., Kometiani P., Xie Z., Askari A. Role of protein kinase C in the signal pathways that link Na+/K+-ATPase to ERK1/2 // J. Biol. Chem. 2001. - V. 276. - P.42050^12056.

107. Mohammadi K, Liu L, Tian J, Kometiani P, Xie Z, Askari A. Positive inotropic effect of ouabain on isolated heart is accompanied by activation of signal pathways that link Na+/K+-ATPase to ERK1/2 // J. Cardiovasc. Pharmacol. -2003. V. 41. - P.609-14.

108. Mohler P.J., Davis J.Q., Bennett V. Ankyrin-B coordinates the Na/K ATPase, Na/Ca exchanger, and InsP3 receptor in a cardiac T-tubule/SR microdomain // PLoS Biol. 2005. - V.3, №12. - e423.

109. Monod J., Wyman J., Changeux J.P. On the nature of allosteric transitions: a plausible model // J. Mol. Biol. 1965. - V.12. - P.88-118.

110. Nikolsky E.E., Zemkova H., Voronin V.A., Vyskocil F. Role of non-quantal acetylcholine release in surplus polarization of mouse diaphragm fibres at the endplate zone // J. Physiol. 1994. - V. 477, № 3. - P. 497-502.

111. Nishio M.R., Stuart W., Kelly J.E., Aistrup G.L., Sheehan K., Wasserstrom J.A. Ouabain increases sarcoplasmic reticulum calcium release in cardiac myocytes. // J. Pharmacol. Exp. Therap. 2004. - V. 308. - P. 1181-1190.

112. Nunez-Duran H., Riboni L., Ubaldo E., Kabela E., Barcenas-Ruiz L. Ouabain uptake by endocytosis in isolated guinea pig atria // Am. J. Physiol. -1988. V. 255 (Cell Physiol.), № 24. - P. C479-C485.

113. Orlowski J., Lingrel J. B.Tissue-specific and developmental regulation of rat Na,K-ATPase catalytic alpha isoform and beta subunit mRNAs // J. Biol. Chem. 1988. - V. 263. - P. 10436-10442.

114. Parton R.G., Simons K. The multiple faces of caveolae // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. -2007. V.8. - P. 185-194.

115. Paterson B., Nordberg A. Neuronal nicotinic receptors in the human brain // Progr. Neurobiol. 2000. - V.61. - P. 75-111.

116. Pellerin L., Magistretti P.J. Glutamate uptake stimulates Na+,K+-ATPase activity in astrocytes via activation of a distinct subunit highly sensitive to ouabain // J.Neurochem. 1997. - V. 69. - P. 2132-2137.

117. Peper K., Bradley R.J., Dreyer F. The acetylcholine receptor at the neuromuscular junction // Physiol. Rev. 1982. - V.62, № 4. - P.1271-1340.

118. Pidoplichko V.I., De Biasi M., Williams, J.T. Dani J.A. // Nicotine activates and desensitizes midbrain dopamine neurons // Nature. 1997. — V.390. -P. 401-404.

119. Posterino G. S., Lamb G. D. Effect of sarcoplasmic reticulum Ca2+ content on action potential-induced Ca release in rat skeletal muscle fibres // J. Physiol. -2003.-V. 551, № 1.-P. 219-237.

120. Price T.B., Krishnan-Sarin S., Rothman D.L. Smoking impairs muscle recovery from exercise // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2003. - V.285. -P.l 16-122.

121. Prince R.J., Sine S.M. Acetylcholine and epibatidine binding to muscle acetylcholine receptors distinguish between concerted and uncoupled models // J. Biol. Chem. 1999. -V. 274. - P. 19623-19629.

122. Reines A., Pena C., Rodriguez de Lores Arnaiz G. Kinetics of Na+, K+-ATPase inhibition by an endogenous modulator (II-A) // Neurochem.Res. — 2000. V. 25, № 1. - P. 121-127.

123. Ryan S.E., Blanton M.P., Baenziger J.E. A conformational intermediate between the resting and desensitized states of the nicotinic acetylcholine receptor // J. Biol. Chem. 2001. - V. 276, № 7. - P.4796^803.

124. Sanes J.R., Lichtman J.W. Development of the vertebrate neuromuscular junction // Ann. Rev. Neurosci. 1999. - V.22. - P.389-442.

125. Saunders R, Scheiner-Bobis G. Ouabain stimulates endothelin release and expression in human endothelial cells without inhibiting the sodium pump // Eur. J. Biochem. 2004. - V. 271. - P. 1054-1062.

126. Scheiner-Bobis G., Schoner W. A fresh facet for ouabain action // Nat. Med.-2001.-V. 7.-P. 1288-1289.

127. Schneider R., Wray V., Nimtz M., Lehmann W.D., Kirch U., Antolovic R., Schoner W. Bovine adrenals contain, in addition to ouabain, a second inhibitor of the sodium pump // J.Biol.Chem. 1998. - V. 273, № 3. - P. 784-792.

128. Schoner W. Endogenous cardiac glycosides, a new class of steroid hormones // Eur. J.Biochem. 2002. - V. 269. - P. 2440-2448.

129. Schoner W., Scheiner-Bobis G. Endogenous and Exogenous Cardiac Glycosides and their Mechanisms of Action// Am. J. Cardiovasc. Drugs. 2007. -V.7, № 3. - P. 173-189.

130. Sejersted O.M., Sjogaard G. Dynamics and consequences of potassium shifts in skeletal muscle and heart during exercise // Physiol. Rev. -2000.-V. 80. — P. 1411-1481.

131. Sellin L.C., Sperelakis N. Decreased potassium permeability in dystrophic mouse skeletal muscle // Exp. Neurol. 1978. - V. 62. - P. 605-17.

132. Serluca F., Sidow A., Mably J., Fishman M. Partitioning of tissue expression accompanies multiple duplications of the Na+/K+ ATPase a subunit gene // Genome Res. 2001. - V. 11. - P. 1625-1631.

133. Skou J.C. The influence of some cations on an adenosine triphosphatase from peripherical nerves // Biochem. Biophys. Acta. 1957. - V. 23.-P. 394-401.

134. Skou J.C. The Na,K-pump // Methods Enzymol. 1988. - V.156. -P. 1-25.

135. Song X.Z., Pedersen S.E. Electrostatic interactions regulate desensitization of the nicotinic acetylcholine receptor // Biophys. J. 2000. - V.78. -P. 1324-1334.

136. Sweadner K.J. Na,K-ATPase and its isoforms // In: Neuroglia (eds. Kettenmann H., Ransom B.R.). Oxford University Press. New York, Oxford. -1995.-259-272 p.

137. Tao Q.F., Hollenberg N.K., Price D.A., Graves S.W. Sodium pump isoform specificity for the digitalis-like factor isolated from human peritoneal dialysate // Hypertension. 1997. - V. 29. - P. 815-821.

138. Thesleff S. Different kinds of acetylcholine release from the motor nerve // Int. Rev. Neurobiol. 1986. - V.28. - P.59-88.

139. Thomas R. Electrogenic sodium pump in nerve and muscle cells // Physiol. Rev. 1972. - V.52. - P.563-594.

140. Thompson C.B., McDonough A.A. Skeletal muscle Na,K-ATPase a and p subunit protein levels respond to hypokalemic challenge with isoform and muscle type specificity // J. Biol. Chem. 1996. - V. 271. - P. 32653-32658.

141. Thompson C.B., Choi C., Youn J.H., McDonough A.A. Temporal responses of oxidative vs. glycolytic skeletal muscles to K+ deprivation: Na+ pumps and cell cations // Am. J. Physiol. 1999. - V.276. - P. 1411-1419.

142. Thompson C.B., Dorup I., Ahn J., Leong P.K.K., McDonough A.A. Glucocorticoids increase sodium pump a,2~ and Pi-subunit abundance and mRNA in rat skeletal muscle // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2001. - V. 280. - C509-C516.

143. Tian J., Gong X., Xie Z. Signal-transducing function of Na+/K+-ATPase is essential for ouabain's effect on Ca2+.j in rat cardiac myocytes // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. -2001. -V. 281. -H1899-H18907.

144. Van Lunteren E., Moyer M. Streptozotocin-diabetes alters action potentials in rat diaphragm // Respiratory Physiol. Neurobiol. 2003. - V.135. -P.9-16.

145. Vyskocil F., Nikolsky E., Edwards C. An analysis of the mechanisms underlying the non-quantal release of acetylcholine at the mouse neuromuscular junction // Neurosci. 1983. - V.9, № 2. - P. 429-435.

146. Wang L., McComb J.G., Weiss M.H. et al. Nicotine downregulates a2 isoform of Na,K-ATPase at the blood-brain barrier and brain in rats // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1994. - V.199. -P.1422-1427.

147. Wilson G.G., Karlin A. Acetylcholine receptor channel structure in the resting, open, and desensitized states probed with the substituted-cysteine-accessibility method // PNAS. 2001. - V. 98. - P.1241-1248.

148. Woo A.L., James P.F., Lingrel J.B. Sperm motility is dependent on a unique isoform of the Na,K-ATPase // J. Biol. Chem. 2000. - V. 275. - P. 20693-20699.

149. Xie Z., Askari A. Na /K -ATPase as a signal transducer // Eur. J. Biochem. 2002. - V. 269. - P. 2434-2439.

150. Xie Z., Cai T. Na+-K+-ATPase-mediated signal transduction: from protein interaction to cellular function // Mol. Interv. 2003. - V. 3. - P. 157-168.

151. Yamamoto S., Fox A.A., Greeff K. Inotropic effects and Na+,K+-ATPase inhibition of ouabain in isolated guinea-pig atria and diaphragm // Eur. J. Pharmacol. 1981. - V.71. - P.437-446.

152. Yuan Z., Cai T., Tian J. et al. Na/K-ATPase tethers phospholipase C and IP3 receptor into a calcium-regulatory complex // Mol. Biol. Cell. 2005. - V. 16.-P. 4034-4045.

153. Yudowski G.A., Efendiev R., Pedemonte C.H., Katz A.I., Berggren P.O., Bertorello A.M. Phosphoinositide-3 kinase binds to a proline-rich motif in the Na+,K+-ATPase alpha subunit and regulates its trafficking // PNAS. 2000. -V.97.-P. 6556-6561.

154. Zahler R., Sun W., Ardito T., Zhang Z., Kocsis J.D., Kashgarian M. The a3 isoform protein of the Na+,K+-ATPase is associated with the sites of cardiac and neuromuscular impulse transmission // Circulation Res. 1996. - V. 78.-P. 870-879.

155. Zhang J, Lee M.Y., Cavalli M., Chen L., Berra-Romani R., Balke

156. C.W., Bianchi G., Ferrari P., Hamlyn J.M., Iwamoto T., Lingrel J.B., Matteson

157. D.R., Wier W.G., Blaustein M.P. Sodium pump a2 subunits control myogenic tone and blood pressure in mice // J. Physiol. 2005. - V.569. - P. 243-256.

158. Zolovick A.J., Norman R.L., Fedde M.R. Membrane constants of muscle fibers of rat diaphragm // Amer. J. Physiol. 1970. - V.219. - P.654-657.

159. Крайне признателен д.б.н. И.И. Мараховой (Институт цитологии РАН) за помощь в освоении метода оценки транспортной активности Na,K-АТФазы и ценные рекомендации.

Информация о работе

Васильев, Александр Николаевич
кандидата биологических наук
Санкт-Петербург, 2008
ВАК 03.00.13

Диссертация

Физиологическая роль α2-изоформы Na,K-ATФазы в скелетной мышце крысы - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы