Кальций-активируемые хлорные каналы: роль ионов калия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Методом patch-clamp в конфигурации whole-cell показано, что концентрация ионов калия с наружной стороны мембраны клетки играет важную роль в регулировании кальций-активируемых хлорных токов. Показана зависимость амплитуды и направления трансмембранного движения хлорных токов от изменений концентрации калия с наружной стороны мембраны. Изменение концентрации катионов натрия, магния и кальция с наружной стороны мембраны не оказывало сопоставимого эффекта на эти хлорные токи. При этом влияние, оказываемое калием на амплитуды хлорных токов, было существенно больше, чем влияние, оказываемое им на другие потенциалозависимые ионные токи в клетке: натриевые, калиевые, катионные. Эти результаты дают основания предполагать, что изменение амплитуд хлорных токов может вносить свой вклад в патофизиологические процессы, характерные для гипокалиемии и гиперкалиемии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Л. Замойский

Институт физиологически активных веществ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vzam@yandex.ru
Россия, Черноголовка

А. В. Габрельян

Институт физиологически активных веществ РАН

Email: vzam@yandex.ru
Россия, Черноголовка

В. В. Григорьев

Институт физиологически активных веществ РАН

Email: vzam@yandex.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Вихарева Е.А., Замойский В.Л., Григорьев В.В., Бачурин C.O. Кальций-активируемые хлорные токи в мембране клеток Пуркинье мозжечка крыс // ДАН. 2015. Т. 465, С. 372—374. DOI: 10.7868/ S0869565215330282.
  2. Вихарева Е.А., Замойский В.Л., Григорьев В.В. Модификация кальций-зависимых хлорных токов в нейронах Пуркинье мозжечка крыс // БЭБМ. 2016. T. 162, C. 672—677. doi: 10.1007/s10517-017-3694-1.
  3. Гелетюк В.И., Казаченко В.Н. Одиночный калий-зависимый Cl-канал в нейронах моллюска: множественность состояний проводимости. // ДАН. 1983. Т. 268. № 5. С. 1245—1247.
  4. Григорьев В.В. Кальций-активируемые хлорные каналы: структура, свойства, роль в физиологических и патологических процессах // Биомедицинская химия. 2021. Т. 67. № 1. С 17—33. doi: 10.18097/PBMC20216701017.
  5. Замойский В.Л., Григорьев В.В. Ключевая роль ионов хлора в регуляции быстрых натриевых токов в нейронах крыс // ДАН. 2017. Т. 477. № 4. С. 493—495. doi: 10.7868/S0869565217340229
  6. Замойский В.Л., Бовина Е.А., Бачурин С.О., Григорьев В.В. Роль ионов калия в регуляции кальций-активируемых хлорных каналов. ДАН. 2021. Т. 500. С. 470—473. doi: 10.31857/S2686738921050334.
  7. Bregestovski P.D., Printseva O.Y., Serebryakov V., Stinnakre J., Turmin A., Zamoyski V. Comparison of Ca2+-dependent K+ channels in the membrane of smooth muscle cells isolated from adult and foetal human aorta // Pflugers Archiv. 1988. V. 413. P. 8—13.
  8. Crottès D., Jan L.Y. The multifaceted role of TMEM16A in cancer // Cell Calcium. 2019. V. 82:102050.doi: 10.1016/j.ceca.2019.06.004.
  9. Guo S., Chen Y., Pang C., Wang X., Qi J., Mo L., Zhang H., An H., Zhan Y. Ginsenoside Rb1, a novel activator of the TMEM16A chloride channel, augments the contraction of guinea pig ileum // Pflugers Archiv. 2017. V. 469. P. 681—692. doi: 10.1007/s00424-017-1934-x.
  10. Hamill O.P., Marty A., Neher E., Sakmann B., Sigworth F.J. Improved patch-clamp techniques for high-resolution current recording from cells and cell-free membrane patches // Pflugers Arch. 1981. V. 391, P. 85—100. doi: 10.1007/BF00656997.
  11. Huang W.C., Xiao S., Huang F., Harfe B.D., Jan Y.N., Jan L.Y. Calcium-activated chloride channels (CaCCs) regulate action potential and synaptic response in hippocampal neurons // Neuron. 2012. V. 12. № 74(1). P. 179—192. doi: 10.1016/j.neuron.2012.01.033.
  12. Ji Q., Guo S., Wang X., Pang C., Zhan Y., Chen Y., An H. Recent advances in MEM16A: Structure, function, and disease // J Cell Physiol. 2019. V. 234. P. 7856—7873. doi: 10.1002/jcp.27865.
  13. Kamaleddin M.A. Molecular, biophysical, and pharmacological properties of calcium-activated chloride channels // J. Cell Physiol., 2018. V. 233. P. 787—798. doi: 10.1002/jcp.25823.
  14. Kaneda M., Nakamura H., Akaike N. Mechanical and enzymatic isolation of mammalian CNS neurons // Neurosci. Res. 1988. V. 5. P. 299—315. DOI: 10.1016/ 0168-0102(88)90032-6.
  15. Kunzelmann K., Tian Y., Martins J.R., Faria D., Kongsuphol P., Ousingsawat J., Thevenod F., Roussa E., Rock J., Schreiber R. Anoctamins // Pflugers Arch. 2011. V. 462. P. 195—208. doi: 10.1007/s00424-011-0975-9.
  16. Wang B., Li C., Huai R., Qu Z. Overexpression of ANO1/ TMEM16A, an arterial Ca2+‐activated Cl‐channel, contributes to spontaneous hypertension // Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 2015. V. 82. C.22—32. doi: 10.1016/j.yjmcc. 2015.02.020.
  17. Yu K., Whitlock J.M., Lee K., Ortlund E.A., Cui Y.Y., Hartzell H.C. Identification of a lipid scrambling domain in ANO6/TMEM16F // Elife. 2015. 4: e06901. doi: 10.7554/eLife.06901.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. а — серия деполяризующих импульсов, подаваемых на клетку, от потенциала фиксации (–70 мВ), с шагом в 10 мВ, до +30 мВ на мембране, в конфигурации whole-cell; б – зарегистрированный ответ токов клетки на деполяризующие импульсы; в – токи, появляющиеся по окончании деполяризующих импульсов

Скачать (108KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние различных концентраций калия в наружном растворе на амплитуду хлорных токов. Внутрипипеточный раствор содержит 120 мМ калия. Потенциал фиксации (–70 мВ). а — интегральный ответ клетки в растворе с [К+]нар. = 0 мМ (n= 9); б — ответ в растворе с [К+]нар. = 5 мМ (n= 20); в — ответ в растворе с [К+]нар. = 9 мМ (n= 7); г — ответ в растворе с [К+]нар. = 15 мМ (n= 4); д — графики вольт-амперных характеристик, построенные для КАХТ при разных значениях [K+]нар. По оси абсцисс — величина тока в наноамперах, по оси ординат — мембранный потенциал в милливольтах. Квадраты — [K+]нар. = 0 мМ, круги — [K+]нар. = 5 мМ, треугольники — [K+]нар. = 9 мМ, перевернутые треугольники — [K+]нар. = 15 мМ

Скачать (112KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние различных концентраций калия во внешнем растворе на амплитуду входящих и выходящих токов в нейронах Пуркинье. а — график зависимости амплитуды быстрых натриевых токов от [K+]нар. = 0 мМ (круги), [K+]нар. = 5мМ (квадраты) и [K+]нар. = 9 мМ (треугольники). ВПР с калием; б — график зависимости амплитуды быстрых натриевых токов от [K+]нар. = 0 мМ (круги), [K+]нар. = 5 мМ (квадраты) и [K+]нар. = 9 мМ (треугольники). ВПР с цезием; в — график зависимости амплитуды максимального выходящего тока от [K+]нар. = 0 мМ (круги), [K+]нар. = 5 мМ (квадраты) и [K+]нар. = 9 мМ (треугольники). ВПР с калием; г — график зависимости амплитуды максимального выходящего тока от [K+]нар. = 0 мМ (круги), [K+]нар. = 5 мМ (квадраты) и [K+]нар. = 9 мМ (треугольники). ВПР с цезием

Скачать (189KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Влияние различных концентраций калия во внешнем растворе на амплитуду хлорных токов; ВПР содержит 120 мМ цезия. а — токи от целой клетки при [K+]нар. = 0 мМ; б — токи от целой клетки при [K+]нар. = 5 мМ; в — токи от целой клетки при [K+]нар. = 9 мМ; г — токи от целой клетки при [K+]нар. = 15 мМ; д — график вольт-амперных характеристик КАХТ при [K+]нар. = 0 мМ (круги); при при [K+]нар. = 5 мМ (квадраты); при [K+]нар. = 9мМ (треугольники); при [K+]нар. = 15 мМ (ромбы)

Скачать (127KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Влияние катионов наружного раствора на амплитуду КАХТ. а — влияние ионов натрия (черные квадраты — 140 мМ натрия снаружи, черные круги — 0 мМ натрия снаружи) ВПР с цезием; б — различная концентрация ионов магния (квадраты — 2 мМ, круги — 5 мМ, треугольники — 9 мМ) ВПР с цезием; в — наружный кальций (квадраты — 2 мМ, круги — 5 мМ) ВПР с калием

Скачать (162KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Амплитуды КАХТ. а — при различных концентрациях ионов калия с наружной стороны (круги — [K+]нар. = 0 мМ, квадраты — [K+]нар. = 5 мМ, треугольники — [K+]нар. = 15 мМ); б — при различных концентрациях ионов цезия с наружной стороны (круги — [Cs+]нар. = 5 мМ, квадраты — [Cs+]нар. = 9 мМ, треугольники — [Cs+]нар. = 15 мМ)

Скачать (119KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Действие низких (а) и высоких (б) концентраций ионов калия с наружной стороны мембраны одной клетки. А1 — [K+]нар. = 0 мМ, А2 — [K+]нар. = 1 мМ, А3 — [K+]нар. = 2 мМ, А4 — [K+]нар. = 3 мМ, А5 — [K+]нар. = 5мМ; Б1 — [K+]нар. = 5мМ, Б2 — [K+]нар. = 9 мМ, Б3 — [K+]нар. = 15 мМ, Б4 — [K+]нар. = 24 мМ

Скачать (224KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024