Введение к работе
Актуальность проблемы. Одной из фундаментальных функций биологических мембран является поддержание неравновесного распределения ионов между цитоплазмой клетки и внеклеточной средой. В этом процессе принимают участие различные ион-транспортирующие системы, осуществляющие пассивный, активный, а также вторично-активный трансмембранный транспорт катионов и анионов. Важнейшее место среди этих систем занимает Na+,K+-Hacoc, ответственный за поддержание низкой внутриклеточной концентрации натрия и высокой внутриклеточной концентрации калия за счет активного (против электрохимических градиентов) транспорта этих катионов (Skou, 1990). Поэтому исследование возможности воздействия различных внешних факторов на функционирование этой ион-транспортирующей системы в эритроцитах представляется достаточно важным и актуальным.
Системы Ыа+/Н+-обмена и Na+/Na+ (Na+/Li+)-обмена также участвуют в трансмембранном обмене ионов натрия, №+/Н+-обмен, обнаруженный в плазматических мембранах клеток многих типов, принимает участие в регуляции внутриклеточного рН и объема клетки, а также в процессах клеточного роста и пролиферации (Mahnensmith, Aronson, 1985). Физиологическое значение эквивалентного Na+/Na+-o6MeHa, оцениваемого обычно по скорости Na+/Li+-npoTHBOTpaHcnopTa, остается невыясненным (Rutherford et al, 1992). Некоторыми авторами была выдвинута гипотеза о молекулярной идентичности переносчиков, осуществляющих Na+/H+-и NaVNa^fNaVLi"1")-обмен (Aronson et al., 1982; Grinstein et al., 1984). Результаты различных экспериментальных работ свидетельствуют как в пользу упомянутой выше гипотезы, так и против нее. Данные о возможной модуляции активности Na+/H+- и Ма+/Ь1+-противотранспорта различными экзогенными факторами также могут пролить некоторый свет на эту проблему.
Одним из внешних факторов, способных оказывать влияние на различные процессы, протекающие в организме животных и человека, является холестерин, поступающий в организм с пищей. С одной стороны, являясь структурным компонентом клеточных мембран, холестерин необходим для нормального функционирования многих мембранных ферментов и модулирует активность некоторых трансмембранных процессов (Yeagle, 1985). С другой стороны, холестерин, циркулирующий в крови в составе липопротеинов, играет ключевую роль в патогенезе атеросклероза (Климов, Никульчева, 1995). Довольно обширный материал накоплен о регу-
ляции экзогенным холестерином іл vitro и їл vivo активности Na+,K+-насоса эритроцитов. В то же время эти данные достаточно противоречивы. В литературе отсутствуют сведения о модуляции холестерином, содержащимся в пище, активности Na+/H+- и Na+/Li+-o6MeHa, а также систем котранспорга ионов в эритроцитах лабораторных животных. Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось исследование активности некоторых ион-транспортирующих систем в эритроцитах кроликов с нормальным содержанием холестерина в плазме крови, а также в эритроцитах кроликов с экспериментальной гиперхо-лестеринемией. Кроме того, предполагалось получить данные о возможных механизмах модуляции экзогенным холестерином активности некоторых систем транспорта одновалентных катионов в эритроцитах кроликов. В работе были поставлены следующие задачи:
-
Исследование активности Na+,K+-насоса, Na+,K'I",2C1'"- котранспорта, К+,С1~-котранспорта (в изоосмотических и гипоосмотических условиях), Na+/Li+-o6MeHa, Na+/H+-o6MeHa, индуцированного закислением цитоплазмы, в эритроцитах контрольных кроликов и кроликов с экспериментальной гиперхолестеринемией.
-
Исследование активности Na+,K+-насоса и Ыа+/1Л+-обмена в эритроцитах кроликов на различных сроках кормления холестерином, а также через разное время после отмены кормления.
-
Исследование влияния экспериментальной гиперхолестеринемии у кроликов на содержание холестерина в плазматических мембранах эритроцитов.
Научная новизна исследования. Впервые показано, что экперимен-тальная гиперхолестеринемия у кроликов, вызванная скармливанием животным раствора холестерина в растительном масле, не сопровождается изменением содержания холестерина в мембранах эритроцитов. При этом наблюдается значительная активация Na+,K+-насоса, а также существенное снижение активности Na+/Li+-o6MeHa и индуцированного гипоосмоти-ческим набуханием К+,С1~-котранспорта в эритроцитах экспериментальных животных по сравнению с контрольными, модуляция активности Na+,K+-Hacoca и Na+/Li+-o6MeHa имеет место лишь по истечении достаточно длительных сроков кормления животных холестерином; нормализация активности этих ион-транспортирующих систем после отмены кормлении холестерином также наблюдается со значительной задержкой во времени. Отсутствие изменений в активности амилорид-ингибируемого №+/Н+-обмена в эритроцитах кроликов с повышенным холестерином плаз-ми по сравнению с контролем свидетельствует о том, что амило-
рид-чувствительная изоформа Ма+/Н+-обменника не осуществляет Na+/Ll+-npoTHBOTpaHcnopT.
Практическая значимость работы. Полученные экспериментальные данные расширяют представления о механизмах модуляции экзогенным холестерином активности некоторых ион-транспортирующих систем эритроцитов и могут внести вклад в изучение патологических процессов, связанных с нарушениями липидного обмена.
Апробация работы. Результаты исследования были доложены на симпозиуме "Липопротеиды и атеросклероз" (С.-Петербург, 1995), на семинаре в Институте диабета (Карлсбург, Германия, 1995), на заседании отдела физиологии висцеральных систем Института физиологии им. И.П.Павлова РАН, на расширенных лабораторных заседаниях лаборатории кардиологии Института физиологии им. И.П.Павлова РАН.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, изложения результатов исследований и их обсуждения, общего заключения, выводов и списка литературы, включающего 236 наименований. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, включая 2 таблицы и 25 рисунков.
