VII Congress of Russian Biophysicists
Krasnodar, Russia
April 17-23, 2023 |
Congress programСекции и тезисы:
Mechanisms of action of physical and chemical factors on biological systemsТранспорт ионов хлора через плазматическую мембрану ооцитов миноги (lampetra fluviatilis)А.О. Шерстобитов, М.А. Чеботарева, Е.П. Шуколюкова1, Е.Р. Никитина* 1.Институт эволюционной физиологии и биохимии им.И.М.Сеченова РАН, Санкт-Петербург, Россия; * elena.nikitina(at)bk.ru Проницаемость изолированных ооцитов речной миноги Lampetra fluviatilis для хлора в преднерестовый период их жизненного цикла (декабрь-май) охарактеризована с использованием радиоактивного изотопа 36Cl. При физиологической внешней концентрации [Cl-]o 150 ммоль/л установившееся равновесие показателя соответствует внутриклеточной концентрации [Cl-]i 10,5 ммоль/л клеток в декабре и 18,6 ммоль/л клеток в апреле, с периодом полуабсорбции хлорида около 20 мин. Коэффициент проницаемости для Cl- увеличился с 1,5 х 10-6 см/с (при 5°С) в декабре до 7,5 х 10-6 см/с (при 10°С) в мае. Поступление хлоридов линейно зависело от [Cl-]o (0–150 ммоль/л) и зависело от температуры с энергией активации 24 кДж/моль при 5–20°С. Деполяризация плазматической мембраны в средах с высоким содержанием К+ в присутствии валиномицина стимулировала приток Сl- примерно в 2,5 раза. Снижение тонуса среды примерно на 50% приводило к 3-кратной активации поступления Cl- по сравнению с изотоническими условиями. Воздействие на клетки 0,1-0,2 ммоль/л Cu2+ и 0,2 ммоль/л Cd2+ вызывало заметное ускорение поступления Cl-, а воздействие 0,2 ммоль/л Pb2+, 0,2 ммоль/л Zn2+ и 0,15-5,0 ммоль/л ( Ca2+ + Mg2+) не влияли на клеточную мембрану. Обработка клеток высокой концентрацией ионофора А23187 в присутствии 5 ммоль/л Са2+ для повышения уровня внутриклеточного кальция также оказалась неэффективной. Чувствительный к буметаниду котранспорт Na-K-2Cl обеспечивал менее 5% общего поступления Cl-. В апреле Cu2+ вызвал примерно 4,5-кратное увеличение чувствительного к амилориду компонента притока Na+ (22Na), что, скорее всего, представляло собой обменный механизм Na/H. Полученные результаты свидетельствуют о наличии канала-опосредованного механизма входа Cl в плазматическую мембрану ооцитов миноги.
Литература: Amazing chloride channels: an overview / Nilius B., Droogmans G.// Acta Physiol Scand. - 2003. – Vol.177. - № 2. - P. 119-147. Работа выполнена в рамках Госзадания 075-152-22-00 Transport of chloride ions through the plasma membrane of lamprey oocytes (lampetra fluviatilis)A.O. Sherstobitov, M.A. Chebotareva, E.P. Shukolyukova1, E.R. Nikitina* 1.Sechenov Institute of evolutionary physiology and biochemistry; * elena.nikitina(at)bk.ru Using the radioactive isotope 36Cl, the permeability of the membrane of isolated oocytes for chloride ions was determined in the pre-spawning period of the life of river lampreys. At a physiological chloride concentration of 150 mmol/L in the incubation medium, the stationary distribution of 36Cl between the cell and the medium corresponded to the intracellular chloride ion concentration of 10.5 mmol/L in December and 18.6 mmol/L in April, with a 36Cl half-accumulation time of about 20 min. The permeability coefficient for Cl- was 1.5x10-6 cm/s (at 5°C) in December and 7.5x10-6 cm/s (at 10°C) in May.
The accumulation of chloride linearly depended on its concentration in the incubation medium (0-150 mmol/l) and on temperature with an activation energy of 24 kJ/mol at 5-20°C. Depolarization of the plasma membrane in environments with a high content of K+ in the presence of valinomycin stimulated the entry of Cl- by about 2.5 times. A decrease in the osmoticity of the medium by 50% led to a threefold activation of the Cl- input compared to iso-osmotic conditions. Incubation of cells in the presence of 0.1-0.2 mmol/L Cu2+ and 0.2 mmol/L Cd2+ caused a noticeable acceleration of Cl- entry, while 0.2 mmol/L Pb2+, 0.2 mmol/L Zn2+ and 0.15-10 mmol/L (Са2++ Mg2+) did not affect Cl- transport. The treatment of cells with a high concentration of the A23187 ionophore in the presence of 5 mmol/L Ca2+ to increase the level of intracellular calcium also proved to be ineffective. Bumetanide-sensitive Na-K-2Cl cotransport provided less than 5% of the total Cl- uptake. In April, Cu2+ caused an approximately 4.5-fold increase in the amiloride-sensitive component of Na+ (22Na) influx, which most likely represented the Na+/H+ exchange mechanism. In conclusion, it should be noted that during the pre-spawning period, the content of chloride ion in lamprey oocytes increases by an average of 8 mmol/L (by 77%). Reference: Amazing chloride channels: an overview / Nilius B., Droogmans G.// Acta Physiol Scand. - 2003. – Vol.177. - № 2. - P. 119-147. The work was supported by the State Assignment № 075-152-22-00 Speaker: Nikitina E.R. Sechenov Institute of evolutionary physiology and biochemistry 2023-02-18
|