Роль оксида азота в регуляции Са2+-зависимой К+-проницаемости мембраны эритроцитов человека | Вестник Томского государственного университета. 2011. № 346.

Роль оксида азота в регуляции Са2+-зависимой К+-проницаемости мембраны эритроцитов человека

Изучено влияние оксида азота на Са2+-зависимую К+-проницаемость мембраны эритроцитов человека. Исследования проводились с помощью метода регистрации мембранного потенциала в суспензии эритроцитов по изменениям рН среды инкубации в присутствии протонофора. Активность Са2+-активируемых калиевых каналов оценивалась по амплитуде гиперполяризационного ответа и скорости его развития. Обнаружено, что донор оксида азота нитропруссид натрия оказывает необычное действие на Са2+-активируемые калиевые каналы эритроцитов, возможно, из-за развития некоторых побочных эффектов. Предуктор NO L-аргинин увеличивает Са2+-зависимую К+-проницаемость мембраны эритроцитов. К такому же эффекту приводит и увеличение внутриклеточной концентрации цГМФ с помощью дибутирил-цГМФ или ингибиторов фосфодиэстеразы.

Nnitric oxide function in regulation of Ca2+-dependent K+-permeability of human erythrocyte.pdf Широко известна роль оксида азота как эндогенноговазодилататора, нейротрансмиттера, агента, участвую-щего в иммунном ответе. Кроме этого, оксид азота влия-ет на гипотоническую устойчивость эритроцитов, регу-лирует перенос ими кислорода [1, 2], воздействует надеформируемость красных клеток крови [3], а также наэриптоз - программируемую гибель эритроцитов [4].Мембрана эритроцитов содержит Са2+-акти-вируемые К+-каналы средней проводимости, илиGardos-каналы, которые играют определенную роль вэриптозе [5]. Не исключено их участие в деформируе-мости клеток: Са2+-индуцируемое снижение деформи-руемости эритроцитов устраняется при выравниванииградиента ионов калия [6].Вопрос об участии оксида азота в регуляции Са2+-активируемых К+-каналов эритроцитов остается откры-тым. Не исключено, что эффекты оксида азота, связан-ные с деформируемостью эритроцитов или продолжи-тельностью их жизни, опосредованы его влиянием наСа2+-зависимую К+-проницаемость мембраны красныхклеток крови.Целью настоящего исследования явилось изучениевклада оксида азота в регуляцию Са2+-зависимой К+-проницаемости мембраны эритроцитов здоровых доно-ров.Материалы и методы исследованияВ работе использовалась кровь 27 практически здо-ровых добровольцев в возрасте от 20 до 45 лет обоегопола.Кровь забиралась из локтевой вены утром натощакв пробирки с гепарином (25 ед/мл крови). После цен-трифугирования (1000g, 5 мин, 4°С) плазму и клеткибелой крови удаляли, а эритроциты дважды промывали3 частями изоосмотического раствора NaCl (150 мМ),содержащего 5 мМ Na-фосфатный буфер (рН 7,4), притех же условиях центрифугирования.Для исследования Са2+-активируемых калиевых ка-налов был применен метод регистрации мембранногопотенциала в суспензии эритроцитов по изменениямрН среды инкубации в присутствии протонофора, ос-нованный на том, что в этих условиях распределениепротонов зависит от мембранного потенциала [7]. Экс-перименты проводились по следующему плану. Дляполучения гиперполяризационного ответа к 4,75 млсреды инкубации (среда N), содержащей 150 мМ NaCl,1 мМ KCl, 1мM MgCl2, 10 мM глюкозы и 10 мкМСаСl2, добавляли 0,25 мл упакованных эритроцитов.Через 5 мин инкубации при 37°С и постоянном пере-мешивании добавляли протонофор карбонилцианид-m-хлорфенилгидразон (Сl-ССР Sigma) до конечной кон-центрации 20 мкМ и спустя 2 мин - 0,5 мкМ Са2+-ионофора А23187 (Sigma). Добавление кальциевогоионофора А23187 к суспензии клеток, содержащейхлорид кальция, приводило к выходу ионов калия иразвитию гиперполяризационного ответа мембраныэритроцитов, что находило свое отражение в измене-нии рН суспензии.Защелачивание среды инкубации соответствовалогиперполяризации мембраны, а восстановление рН -возвращению мембранного потенциала к исходномузначению. При анализе полученных данных использо-вались следующие параметры (рис. 1). ΔE − амплиту-да гиперполяризационного ответа, значение мембран-ного потенциала, соответствующие максимальномууровню гиперполяризации мембраны в ответ на до-бавление А23187 (мВ); V1 − скорость защелачиваниясреды инкубации, отражающая скорость гиперполяри-зации (мэкв ОН−/мин⋅л клеток); V2 − скорость закисле-ния среды инкубации, отражающая скорость восста-новления мембранного потенциала (мэкв Н+/мин⋅л кле-ток). Амплитуда гиперполяризационного ответа искорость его развития (V1) характеризуют Са2+-зависимую К+-проницаемость, а скорость восстанов-ления мембранного потенциала (V2) - активностьСа2+-АТФазы [7].Статистическая обработка. Анализ данных про-водили при помощи программы STATISTICA 6.0 forWindows фирмы Statsoft. Фактические данные пред-ставлены в виде «среднее арифметическое ± ошибкасреднего» (X±m). Для определения характера распре-деления полученных данных использовали критерийнормальности Колмогорова-Смирнова. Сформирован-ные выборки не подчинялись закону нормального рас-пределения, поэтому для проверки статистических ги-потез были использованы непараметрические критерии[8]. Для проверки гипотезы об однородности двух не-зависимых выборок использовался U-критерий Манна-Уитни. Для проверки однородности парных или зави-симых выборок был использован Т-критерий Вилкок-сона [9]. Различия считали достоверными при уровнезначимости р

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 241

Ключевые слова

оксид азота, эритроциты, Са2+-активируемые К+-каналы, nitric oxide, erythrocytes, Ca2+-activated K+-channels

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Петрова Ирина Викторовна	Сибирский государственный медицинский университет (г. Томск)	профессор, доктор биологических наук, профессор кафедры биофизики и функциональной диагностики медико-биологического факультета	ivpetrova57@yandex.ru
Трубачева Оксана Александровна	Научно-исследовательский институт кардиологии Сибирского отделения РАМН (г. Томск)	младший научный сотрудник отделения функциональной и лабораторной диагностики	otrubacheva@inbox.ru
Гусакова Светлана Валерьевна	Сибирский государственный медицинский университет (г. Томск)	кандидат медицинских наук, доцент кафедры биофизики и функциональной диагностики медико-биологического факультета	gusacova@yandex.ru

Всего: 3

Ссылки

Клещев А.Л., Демидов М.Л., Седов К.Р. Биохимические аспекты действия нитропруссида натрия // Экспериментальная и клиническая фармакология. 1994. Т. 133, № 1. С. 39-43.

Kon K., Maeda N., Shiga T. Effect of nitric oxide on the oxygen transport of human erythrocytes // Toxicol. Environ Health. 1977. Vol. 5, № 2. P. 1109-1113.

Bor-Kucukatay M., Wenby R.B., Meiselman H.J., Baskurt O.K. Effects of nitric oxide on red blood cell deformability // Amer. J. Physiol. 2005. Vol. 284. P. 1577-1584.

Nicolay J.P., Liebig G., Niemoeller O.M. et al. Inhibition of suicidal erythrocyte death by nitric oxide // Pflugers Archiv European Journal of Physiology. 2008. Vol. 456, № 2. P. 293-305.

Lang K.S., Lang P.A., Huber S.M., Wieder T. Mechanisms and significance of eryptosis // Antioxid Redox Signal. 2006. Vol. 8, № 8. P. 1183-1192.

Dodson R.A., Hinds T.R., Vincenzi F.F. Effects of calcium and A23187 on deformability and volume of human red blood cells // Blood cells. 1987. Vol. 12. P. 555-561.

Орлов С.Н., Петрова И.В., Покудин Н.И. и др. Са2+-активируемые калиевые каналы эритроцитов, исследованные методом регистрации Са2+- индуцированных изменений мембранного потенциала // Биологические мембраны. 1992. Т. 9, № 9. С. 885-903.

Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 459 с.

Боровиков В.П., Боровиков И.П. Статистика. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. М., 1998. 591 с.

Ignarro L.J., Napoli C., Loscalzo J. Nitric oxide donors and cardiovascular agents modulating the bioactivity of nitric oxide // Ibid.-2002. Vol. 90, № 1. P. 21-28.

Mohazzab H.K.M., Kaminski P.M., Agarwal R., Wolin M.S. Potential role of a membrane-bound NADH oxidoreductase in nitric oxide release and arterial relaxation to nitroprusside // Circ Res. 1999. № 5. P. 220-228.

Lockwood A., Patka J., Rabinovich M. et al. Sodium nitroprusside-associated cyanide toxicity in adult patients fact or fiction? A critical review of the evidence and clinical relevance // Open Access Journal of Clinical Trials. 2010. № 2. P. 133-148.

Alvarez J., Garcia-Sancho J., Herreros B. Effect of electron donors on Ca2+-dependent K+-transport in one - step inside - out vesicles from human erythrocyte membrane // Biochim. et biophys. acta. 1984. Vol. 771. P. 23-27.

Kennett E.C., Kuchell P.W. Redox reactions and electron transfer across the red cell membrane // IUBMB Lifte. 2003. Vol. 55, № 7. P. 375-385.

Matteucci E., Giampietro O. Electron pathways through erythrocyte plasma membrane in human physiology and pathology: potential redox biomarker? // Biomark Insights. 2007. Vol. 17, № 2. P. 321-329.

Leavesley B.H., Heather B., Prabhakaran K. et al. Interaction of cyanide and nitric oxide with cytochrome c oxidase: implications for acute cyanide toxicity // 2008. Toxicol. Sci. Vol. 101, № 1. P. 101-111.

Kleinbongard P., Schulz R., Rassaf T. et al. Red blood cells express a functional endothelial nitric oxide synthase // Blood. 2006. Vol. 107, № 7. P. 2943-2951.

Suhr F., Porten S., Hertrich T., Brixius K. Intensive exercise induces changes of endothelial nitric oxide synthase pattern in human erythrocytes // Exp. Biol. Med. 2009. Vol. 20, № 2. P. 95-103.

Caramelo C., Riesco A., Outeirino J. et al. Effects of nitric oxide on red blood cells: changes in erythrocyte resistance to hypotonic hemolysis and potassium efflux by experimental maneuvers that decrease nitric oxide // Biochem Biophys Res Commun. 1994.

Petrov V., Lijnen P. Regulation of human erythrocyte Na+/H+-exchange by soluble and particulate guanylate cyclase // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 1996. Vol. 271. Р. 1556-1564.

Adragna N.C., Lauf P.K. Role of nitrite, a nitric oxide derivative, in K-Cl-cotransport activation of low-potassium sheep red blood cells // J. Membr. Boil. 1998. Vol. 166. P. 157-167.

Adragna N.C., White R.E., Orlov S.N., Lauf P.K. K-CL cotransport vascular smooth muscle and erythrocytes: possible implication in vasodilatation // Am. J. Physiol Cell. Physiol. 2000. Vol. 278 (2). P. 381-390.