Исследованы свойства ионогенных групп и их роль в модуляции активности <$E roman Ca sup 2+>-АТФаз мембран ацинарных клеток подчелюстной слюнной железы крыс. Показано, что оптимумы рН для <$E roman Ca sup 2+>-АТФаз плазматической (РМСА) и ретикулярной мембран (SERCA) составляют 7,3 и 7,0 соответственно. На основе значений рКа (6,7 и 6,02) и рКb (8,4 и 7,0) для PMCA и SERCA предположено, что важную роль в модуляции активности <$E roman Ca sup 2+>-АТФаз играют аминокислота гистидин и SH-группа цистеина. Активность РМСА и SERCA ингибируется <$E roman La sup 3+> с константой ингибирования <$E 1,9~symbol С~0,01~cdot~10 sup -3> и <$E 4,5~symbol С~0,09~cdot~10 sup -4> моль/л соответственно, что свидетельствует о роли СООН-групп в функционировании <$E roman Ca sup 2+>-АТФаз. Таким образом, в регуляции функционирования РМСА и SERCA ацинарных клеток важная физиологическая роль принадлежит двум типам ионогенных групп (имидазольной группе гистидина и карбоксильной группе глутаминовой или аспарагиновой аминокислот). Причиной инактивации <$E roman Ca sup 2+>-АТФаз при смещении рН от оптимума является, очевидно, протонирование имидазольных групп гистидина и депротонирование SH-группы цистеина.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е60*734.211

Рубрики:

Загальна зоологія

Шифр НБУВ: Ж26810 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Установлено, что активация P2-пуринорецепторов путем внутрибрюшинного введения животным АТФ приводит к усилению секреции жидкого, электролитного и белкового компонентов слюны. С другой стороны, активация P1-рецепторов аденозином приводит к угнетению секреции жидкой слюны, но вызывает выраженное возрастание ее белковой компоненты. В условиях совместного действия агонистов холино- и P2-рецепторов выявлено снижение скорости слюноотделения и концентрации <$E roman Ca sup 2+> в слюне по сравнению с эффектом только пилокарпина и их возрастание относительно эффекта только АТФ; снижение концентрации белка в слюне по сравнению с эффектами отдельно АТФ и пилокарпина. В условиях предварительной атропинизации наблюдали исчезновение стимулирующего эффекта АТФ. Одновременная активация P1- и холинорецепторов сопровождалась значительным снижением скорости слюноотделения и возрастанием белковой компоненты слюны. Причем после преатропинизации эффект аденозина полностью исчезал. Таким образом, активация P1-рецепторов приводит к усилению секреции слюны, богатой белковым компонентом и <$E roman Ca sup 2+>, что опосредовано цАМФ-зависимым сигнальным путем, а активация P2-рецепторов - к усилению секреции жидкого компонента слюны по аналогичному холинорецепторам сигнальному механизму, т. е. путем активации G-белок-фосфолипаза C-каскада.

Клінічні дані свідчать про виражене зменшення інтенсивності слиновиділення (розвиток ксеростомії) у пацієнтів внаслідок локального опромінення ділянок голови та шиї невисокими дозами рентгенівського опромінення. Проте дані щодо механізмів розвитку та експериментальні моделі радіаційної-ксеростомії відсутні. В експериментах in vivo показано, що вже через 10 хв після локального опромінення голови та шиї щурів рентгенівськими променями (10 Гр) відбувається розвиток радіаційної ксеростомії. Зокрема виявлено виражене зменшення швидкості нестимульованого слиновиділення, зростання концентрації білка та зменшення концентрації <$E roman Ca sup 2+> у секретованій слині. На 2 і 6 год після опромінення слиновиділення було практично відсутнє. Показано, що опромінення призводить до істотного порушення рецептор-опосередкованого посилення слиновиділення. Зокрема за умов опромінення тварин виявлено значне зменшення стимулюючого ефекту пілокарпіну (2 мг/кг) на всі досліджувані параметри слиновиділення. Отже, опромінення дозою 10 Гр викликає істотне пригнічення нестимульованого слиновиділення і даний ефект спостережено протягом 7 днів після опромінення. Крім того, виявлено відновлення ефективності пілокарпіну вже через 6 год після опромінення. У разі опромінення тварин променями меншої інтенсивності (2 - 0,5 Гр) також відбувається розвиток ксеростомії, яка зникає через 24 і 2 год після опромінення відповідно. За ці ж проміжки часу відбувається повне відновлення стимулюючого ефекту пілокарпіну. Отже, показано розвиток ксеростомії у разі опромінення тварин дозами низької інтенсивності.

Крім того, найбільш чутливими до опромінення є процеси, які задіяні в забезпечення нестимульованого слиновиділення. Одержані дані дозволяють стверджувати, що зміни слиновиділення внаслідок опромінення експериментальних тварин відповідають таким, які виявлені у пацієнтів із радіаційною ксеростомією. Останнє свідчить про можливість використання даної моделі для дослідження внутрішньоклітинних механізмів розвитку радіаційної ксеростомії та пошуку способів її фармакологічної корекції.

Комплексно вивчено взаємодії Са ²⁺ - транспортних систем плазматичної проблеми та внутрішньоклітинних депо Са ²⁺ в ацинарних клітинах підщелепної слинної залози. Одержано результати, які свідчать про вклад у формування ацетилхоліну-індукованих [Са ²⁺] _i-транзиєнтів пуринорецепторів, активація яких призводить до підвищення [Са ²⁺] _i, і як наслідок, до посилення секреції рідинного та білкового компонентів слини, яке показано в експериментах in vivo. В експериментах in vitro показано зростання вкладу мітохондрії у [Са ²⁺] _i та [Са ²⁺] _ЕПР-сигналізацію, через вплив на депо-керований вхід Са ²⁺ та активність С ²⁺-АТФаз. Виявлено залежність процесів нестимульованого та стимульованого слиновиділення від активності карбоангідрази. Доведено, що ефект блокування карбоангідрази на процеси слиновиділення опосередкований змінами [Са ²⁺] _i-гомеостазу у клітинах слинних залоз.

З'ясовано, що менадіон викликає зміни параметрів слиновиділення: початкове зростання швидкості слиновиділення, зростання концентрації білка та кальцію у секретованій слині. Проте довготривале введення менадіону у концентраціях 5, 10 та 50 мкмоль/л спричиняло поступове та виражене зниження концентрації білка та кальцію у секретованій слині. З іншої сторони, активація холінергічної системи викликала зростання усіх досліджуваних параметрів слиновиділення, проте таке зростання не досягало рівня активації при дії лише пілокарпіну. На базі одержаних даних зроблено висновок, що менадіон-індуковані зміни функціонування підщелепної слинної залози опосередковані змінами хоча б однієї ланки сигнального шляху холінергічної системи. Показано, що in vitro менадіон викликав зменшення концентрації сумарного кальцію. Виявлено зміни функціонування ацинарних клітин підщелепної слинної залози, найімовірніше опосередковані змінами <$E roman Ca sup 2+> гомеостазу. Проведений електронно-мікроскопічний аналіз внутрішньої структури ацинарних клітин показав порушення структури мембрани мітохондрій, що очевидно зумовлене їх кальцієвим перевантаженням. Виявлені морфофункціональні зміни мітохондрій, на думку авторів, лежать в основі розвитку <$E roman Ca sup 2+>-залежного порушення функціонування ацинарних клітин підщелепної слинної залози за умов менадіон-індукованого апоптозу.

Слинні залози є одними із найбільш чутливих до іонізуючого опромінення, одержаного протягом декількох днів або навіть годин. Однак, відомості про можливі зміни <$E roman Ca sup 2+> сигналізації за умов розвитку радіаційної ксеростомії є малочисленними. Виявлено істотні порушення внутрішньоклітинного кальцієвого гомеостазу в ацинарних клітинах підщелепної слинної залози після локального опромінення ділянок голови та шиї. Показано, що рентгенівське опромінення у дозі 10 Гр викликає істотне підвищення базового рівня [<$E roman Ca sup 2+ ] sub i> у ацинарних клітинах. Крім того, виявлено зростання амплітуди Ach-індукованих [<$E roman Ca sup 2+ ] sub i> транзиєнтів та виражене сповільнення їх кінетики; зменшення амплітуди іономіцин- та ІР3-індукованого вивільнення <$E roman Ca sup 2+> з ендоплазматичного ретикулуму; пригнічення роботи <$E roman Ca sup 2+>-АТФаз плазматичної мембрани та ендоплазматичного ретикулуму. З іншого боку, виявлено, що опромінення супроводжується збільшенням депо-керованого входу <$E roman Ca sup 2+>. Зазначено, що одержані результати свідчать про те, що викликані опроміненням порушення внутрішньоклітинного <$E roman Ca sup 2+> гомеостазу лежать в основі розвитку радіаційної ксеростомії.

Досліджено роль канабіноїдних рецепторів у регуляції слиновиділення. З'ясовано, що агоніст канабіноїдних рецепторів типу СВ1 та СВ2 WIN 55,212-2 при введенні у залозу in vivo істотно пригнічує швидкість нестимульованого слиновиділення підщелепною слинною залозою щурів і зменшує концентрацію катіонів кальцію у слині. Зумовлене холінергічним агоністом пілокарпіном стимулювання слиновиділення частково пригнічується у разі введення його одночасно з WIN 55,212-2. За цих же умов знижується концентрація катіонів кальцію у секретованій слині. Проведено локальну аплікацію WIN 55,212-2 до зрізів підщелепної слинної залози і показано, що дана сполука викликає появу дозозалежного транзієнтного зменшення зовнішньоклітинної концентрації натрію. Розраховано напівефективну концентрацію WIN 55,212-2, яка складає (<$E 15~symbol С~4>) мкмоль/л. Отже, одержані дані свідчать про наявність у клітинах підщелепної слинної залози функціонально активних канабіноїдних рецепторів, активація яких призводить до пригнічення базального та частково пілокарпінстимульованого слиновиділення і викликає зміни електролітного складу слини.

Відомо, що карбоангідраза відіграє важливу роль у процесах секреції, проте відомості про механізм її вкладу у даний процес є нечисленними. Виявлено, що інгібітор карбоангідрази бензоламід викликав пригнічення нестимульованої та агоніст-стимульованої секреції слини. Показано пригнічення агоніст-стимульованого зростання сумарного вмісту <$E roman Са sup 2+> та пригнічення депокерованого входу іонів <$E roman Са sup 2+> у досліджувані клітини під впливом бензоламіду. Встановлено, що за умов блокування карбоангідрази відбувається пригнічення <$E roman Са sup 2+>-акумулюючої функції мітохондрій та зменшення концентрації депонованого ними <$E roman Са sup 2+>, істотне пригнічення активності <$E roman Са sup 2+>-АТФази плазматичної мембрани та мембрани ендоплазматичного ретикулуму. Таким чином, карбоангідраза регулює функціонування ацинарних клітин підщелепної слинної залози за двома механізмами: перший пов'язаний з її безпосереднім впливом на секрецію через рівень <$E roman НСО sup 3-> та модуляцією хоча б однієї ланки холінергічної системи, а другий опосередкований через її роль у регуляції активності <$E roman Са sup 2+>-транспортних систем мітохондрій та <$E roman Са sup 2+>-АТФаз.

Зазначено, що регуляція слиновиділення здійснюється підвищенням [<$E roman Ca sup 2+ ] sub i> в ацинарних клітинах і регулюється за рахунок контролю просторово-часових характеристик [<$E roman Ca sup 2+ ] sub i>-сигналізації. Останнє забезпечується узгодженням роботи <$E roman Ca sup 2+>-транспортних систем плазматичної мембрани та мембран депо <$E roman Ca sup 2+> (ендоплазматичного ретикулуму і мітохондрій (МХ)), проте механізми таких взаємодій вивчено недостатньо. Виявлено, що активація рецепторних систем ацинарних клітин призводить до перерозподілу вкладу <$E roman Ca sup 2+>-транспорних систем у [<$E roman Ca sup 2+ ] sub i>-сигналізацію. Причому ключову роль у забезпеченні взаємодії між різними <$E roman Ca sup 2+>-транспорними системами у клітині відіграють МХ. Таким чином, описані явища є фізіологічним пристосувальним механізмом, у якому МХ виконують роль сенсора, котрий координує роботу <$E roman Ca sup 2+>-транспортних систем різних субклітинних структур і запобігає цитотоксичному ефектові перевантаження клітин <$E roman Ca sup 2+> та спустошення депо цього катіона.