РЕЗИСТЕНТНОСТЬ К ВНЕШНЕМУ ДЕЙСТВИЮ КАНАЛОФОРМЕРА КАК ХАРАКТЕРИСТИКА КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН ПАЦИЕНТОВ ГЕМОДИАЛИЗА
https://doi.org/10.24884/1561-6274-2007-11-1-38-54
Аннотация
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящего исследования явилась разработка нового теста, позволяющего оценить состояние билипидного слоя эритроцитарных мембран у пациентов, получающих лечение регулярным гемодиализом в различных внешних условиях и при влиянии на мембраны различных эффекторов на фоне воздействия каналоформера. ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ. Обследовали группу из 147 человек (78 мужчин и 69 женщин, средний возраст - 43,9±1,4 года), получавших заместительную терапию регулярным гемодиализом. Контрольной группой служили добровольцы. Эритроциты отделяли от плазмы путем центрифугирования. Полученный осадок эритроцитов отмывали от плазмы и переносили в ячейки, содержащие либо модельный солевой раствор, либо аутологичную плазму. В качестве провокатора трансмембранных потоков Na+ и К+использовали нистатин (3,0∙10-4М). Эффекторами эритроцитарной мембраны в экспериментах служили уабаин (5,60∙10-4 М), эритропоэтин и мембраноактивные компоненты аутологичной плазмы крови. В качестве лизирующего агента использовали сапонин. Определение внеклеточной концентрации К+ производили методом иономет-рии с использованием ионоселективных электродов и ионоселективные полевые транзисторы с фотополимеризуемыми полиуретановыми мембранами. Для оценки резистентности эритроцитов к внешнему действию каналоформера применяли новый показатель - «интегральный нормированный выход К+», который рассчитывали для разных временных промежутков после внесения нистатина. При определении данного показателя вычисляли площадь области диаграммы, расположенной под кривой зависимости нормированной концентрации К+ во времени. РЕЗУЛЬТАТЫ. Выявлены значимые различия интегрального нормированного выхода К+ для эритроцитов здоровых доноров и больных с ХПН, получающих лечение регулярным гемодиализом при инкубации клеток во внеклеточной среде различного состава и при воздействии различных по своей природе эффекторов. Показано наличие иного механизма взаимодействия уабаина с плазматической мембраной помимо классического ингибирования Na+, К+-АТФазы, приводящего к парадоксальному мембраностаби-лизирующему эффекту, наблюдаемому для эритроцитов пациентов гемодиализа. Установлено дестабилизирующее действие эритропоэтина при непосредственном его влиянии на эритроциты. Выявлен сильный мембранопротекторный эффект компонентов аутологичной плазмы, характерный как для эритроцитов здоровых доноров, так и для клеток пациентов гемодиализа. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Интегральный нормированный выход К+является достаточно информативным клинико-лабораторным показателем и может с успехом применяться для оценки качества плазматических мембран у больных, получающих заместительную терапию хроническим гемодиализом.
Ключевые слова
регулярный гемодиализ,
плазма крови,
эритроцит,
мембраны,
каналоформеры,
калий,
эритропоэтин,
ионометрия
Об авторах
Ю. А. Борисов
Научно-исследовательский институт нефрологии, Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П.Павлова
Россия
кафедра биохимии
Россия
кафедра биохимии
Э. Б. Лебедева
Научно-исследовательский институт нефрологии, Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П.Павлова
Россия
кафедра биохимии
Россия
кафедра биохимии
В. Н. Спиридонов
Научно-исследовательский институт нефрологии, Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П.Павлова
Россия
кафедра биохимии
Россия
кафедра биохимии
Е. Д. Суглобова
Научно-исследовательский институт нефрологии, Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П.Павлова
Россия
кафедра биохимии
Россия
кафедра биохимии
Список литературы
1. Maher P, Singer SJ. Structural changes in membranes produced by the bindings of small amphiphilic molecules. Biochemistry 1984; 23: 232-240
2. Красильников ОВ, Сабиров РЗ, Терновский ВИ. Белки, ионные каналы и регуляция транспорта ионов в мембранах.Фан, Ташкент, 1991; 21-23
3. Бессонова СВ, Азимов РР, Сабиров РЗ. Формирование теней в постлитической стадии коллоидно-осмотического лизиса человеческих эритроцитов. Биологические мембраны 2002; 19 (3): 221-227
4. Hauser H, Phillips MC, Stubbs M. Ion permeability of phospholipid bilayers. Nature 1972; 239: 342-344
5. Овчинников ЮА, Иванов ВТ, Шкроб АМ Мембраноактивные комплексоны. Наука, М., 1974; 350-352
6. Palmer LG, Andersen OS. Interactions of amiloride and small monovalent cations with the epithelial sodium channel. Inferences about the nature of the channel pore. Biophys J 1989; 55: 779-787
7. Perozo E, Cortes DM, Cuello LG. Structural rearrangements underlying K+ -channel activation gating. Science 1999; 285: 73-78
8. Canessa CM, Merillat AM, Rossier BC. Membrane topology of the epithelial sodium channel in intact cells. Am J Physiol 1994; 267: 1682-1690
9. Cottrel GA. The first peptide-gated ion channel. J Exp Biol 1997; 200: 2377-2386
10. Poet M, Tauc M, Lingueglia E et al. Exploration of the pore structure of a peptide-gated Na+ -channel. EMBO J 2001; 20 (20): 5595-5602
11. Щагина ЛВ, Каулин ЮА, Фейгин АМ и др. Зависимость свойств ионных каналов, образованных антибиотиком сирингомицином Е в липидных бислоях, от концентрации электролита в водной фазе. Биологические мембраны 1998; 15 (4): 433-446
12. Гелетюк ВИ, Казаченко ВН. Кластерная организация ионных каналов. Наука, М., 1990; 2-186
13. Kaulin YuA, Schagina LV, Bezrukov SM et al. Cluster organization of ion channels formed by the antibiotic syringomicin E in bilayer lipid membranes. Biophys J 1998; 74: 2918-2925
14. Малев ВВ, Каулин ЮА, Гурьнев ФА и др. Кинетика открывания – закрывания каналов, образованных сирингомицином Е в липидных бислоях. Биологические мембраны 2000; 17 (6): 653-665
15. Agner G, Kaulin YA, Schagina LV et al. Effect of temperature on the formation and inactivation of syringomycin pores in red blood cells and bimolecular lipid membranes. Biochim Biophys Acta 2000; 1466: 79-86
16. Szabo Z, Grof P, Schagina LV et al. Syringotoxin pore formation and inactivation in human red blood cell and model bilayer lipid membranes. Biochim Biophys Acta 2002; 1567: 143-149
17. Гурьнев ФА, Каулин ЮА, Такемото Д и др. Роль заряда и дипольного момента мембранных липидов в воротных свойствах ионных каналов, индуцируемых сирингомицином Е. Биологические мембраны 2002; 19 (3): 243-249
18. Malev VV, Schagina LV, Gurnev PA et al. Syringomycin E channel: a lipidic pore stabilized by lipopeptide? Biophys J 2002; 82: 1985-1994
19. Schagina LV, Gurnev PA, Takemoto JY, Malev VV. Effective gating charge of ion channels induced by toxin syringomycin E in lipid bilayers. Bioelectrochem 2003; 5776: 1-7
20. Sung S-S, Jordan PC. Why is gramicidin valence selective? Biophys J 1987; 51: 661-672
21. Urry DW, Goodall MC, Glickson JD, Mayers DC. The gramicidin A transmembrane channel: characteristics of head to head dimerized р (L, D) helices. Pros Nat Acad Sci USA 1971; 68: 1907-1911
22. Tosteson DC, Holmes SJ, Rasin M et al. Melittin lysis of red cells. J Membrane Biol 1985; 87: 35-44
23. Blasko K, Shagina LV, Grinfeldt AE, Lev AA. The dependence of tracer-determined permeability coefficients of gramicidin A treated red blood cell membranes and lipid bilayers on the ionic composition of the media. Bioelectrochem Bioenerg 1988; 19: 127-135
24. Shagina LV, Blasko K, Grinfeldt AE et al. Cholesterol dependent gramicidin A channel inactivation in red blood cell membranes and lipid bilayer membranes. Biochim Biophys Acta 1989; 978: 145-150
25. Щагина ЛВ. Взаимодействие ионных потоков при индуцированном транспорте катионов через модельные и клеточные мембраны. Автореф…. докт биол наук 1989; Л., 51с
26. De Kruiff B, Demel RA. Polyene antibiotic-sterol interactions in membranes of acholeplasma laudilawii cells and lecithin liposomes. III. Molecular structure of the polyene antibiotics cholesterol complexes. Biochim Biophys Acta 1974; 339: 57-70
27. Ermishkin LN, Kasumov KhM, Potseluyev VM. Single ionic channels induced in lipid bilayers by polyene antibiotics. Nature 1976; 262: 698-699
28. Ermishkin LN, Kasumov KhM, Potseluyev VM. The properties of Amphotericin B channel in a lipid bilayer. Biochim Biophys Acta 1977; 470: 357-367
29. Borisova MP, Kasumov KhM. Sterolstructure-dependent properties of amphotericin B channels. Stud Biophys 1978; 71: 197-202
30. Борисова МП, Ермишкин ЛН, Зильберштейн АЯ и др. Зависимость свойств каналов от структуры лактонового кольца молекул полиеновых антибиотиков. Биофизика 1978; 23: 910-911
31. Ермишкин ЛН, Зильберштейн АЯ. Ионные каналы, образуемые антибиотиками. Структура и свойства. Биофизика мембран 1982; 2: 82-88
32. Kasumov KhM, Borisova MP, Ermishkin LN et al. How do ionic channel properties depend on the structure of polyene antibiotic molecules? Biochim Biophys Acta 1979; 551 (2): 229-237
33. Касумов ХМ, Малафриев ОК. Механизм немонотонной проводимости, индуцируемой в липидном бислое амфотерицином В и его производным метиловым эфиром N,N,N-триметиламфотерицина В. Studia Biophysica 1982; 89 (1): 71-78
34. Борисов ЮА, Соболева ОЮ, Суглобова ЕД, Щербак АИ. Ионометрическое изучение потоков Na+ и K+ через мембрану эритроцитов человека, модифицированную нистатином. Цитология 1991; (1): 24-32
35. Борисов ЮА, Соболева ОЮ, Суглобова ЕД, Федорович ЕЕ. Транспорт ионов Na+ и K+ через мембрану эритроцитов человека при формировании в ней нистатиновых каналов: некоторые особенности и анализ процессов. Цитология 1994; (5): 427-437
36. Cumberbatch M, Zareian K, Morgan DB, Swamihathan R. The relationship between sodium transport and Na+,K+ - ATPase in human erythrocytes. Biochem Med 1981; 26: 60-66
37. Абрамова НЮ, Борисов ЮА, Братов АВ и др. Применение ионселективных полевых транзисторов (ИСПТ) с фотополимеризуемыми полиуретановыми мембранами в нефрологии для определения концентрации (активности) ионов калия. Нефрология 1998; (4): 68-76
38. Борисов ЮА, Суглобова ЕД, Щербак АИ. Динамика выхода калия из эритроцитов человека в присутствии нистатина в среде Моргана и аутологичной плазме. Ученые записки СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова 2004; (1): 76-79
39. Лопина ОД. Na+, K+ -АТФ-аза: структура, механизм и регуляция активности. Биологические мембраны 1999; (6): 584-601
40. Herrera J, Nava M, Romero F, Rodriguez-Iturbe B. Melatonin prevents oxidative stress from iron and erythropoietin administration. Am J Kidney Dis 2001; 37 (4): 750-757
41. Ермоленко ВМ, Хасабов НН, Михайлова НА. Рекомендации по применению препаратов железа у больных с хронической почечной недостаточностью. Анемия 2005; (2): 9-25
42. Kavuksu S, Saatci U, Ciliv G et al. Effect of recombinant human erythropoietin on sodium balance in nondialysed children with chronic renal failure. Int Urol Nephrol 1993; 25 (6): 611-615
Рецензия
Для цитирования:
Борисов Ю.А., Лебедева Э.Б., Спиридонов В.Н., Суглобова Е.Д. РЕЗИСТЕНТНОСТЬ К ВНЕШНЕМУ ДЕЙСТВИЮ КАНАЛОФОРМЕРА КАК ХАРАКТЕРИСТИКА КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН ПАЦИЕНТОВ ГЕМОДИАЛИЗА. Нефрология. 2007;11(1):38-54. https://doi.org/10.24884/1561-6274-2007-11-1-38-54
For citation:
Borisov Yu.A., Lebedeva E.V., Spiridonov V.N., Suglobova E.D. RESISTANCE TO EXTERNAL ACTION OF A CHANNEL FORMER AS A CHARACTERISTIC OF CELL MEMBRANES OF HEMODIALYSIS PATIENTS. Nephrology (Saint-Petersburg). 2007;11(1):38-54. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1561-6274-2007-11-1-38-54
Просмотров:
303
Послать статью по эл. почте 