Диссертация (1144759)
Текст из файла
Государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образованияСанкт-Петербургский государственный университетНа правах рукописиКРАВЦОВА ВИОЛЕТТА ВАСИЛЬЕВНАФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬNa,K–АТФазы В СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЕ03.03.01 – физиологияДиссертацияна соискание ученой степенидоктора биологических наукНаучный консультант:д.б.н. Кривой Игорь ИльичСанкт-Петербург20182СОДЕРЖАНИЕОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ……………………………………………..5ВВЕДЕНИЕ…………………...………………………...…………………………….6ГЛАВА 1.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………......141.1.1. Na,K-АТФаза: основные сведения…………………………………………....141.1.2. Молекулярное разнообразие Na,K-АТФазы…………………………………171.1.3. Сигнальная функция Na,K-АТФазы………………………………………….221.1.4. Изоформы Na,K-АТФазы в скелетной мышце………………………………26ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ2.1.
Общая характеристика объекта……………………………………..………….302.2. Экспериментальная процедура и растворы……………………………………312.3. Микроэлектродная регистрация………………………………...………………322.4. Механография………………...……………………………………………….....342.5. Конфокальная микроскопия…………………………………………………….352.6. Количественная полимеразная цепная реакция (Real-time PCR) ……………402.7.
Вестерн-блот анализ …………………………………………………………….402.8. Пламенная фотометрия …………………………………………………………422.9. Двигательная (разгрузка) задних конечностей крысы………………………...432.10. Хроническое действие никотина………………………………………………442.10.1. Локальная доставка никотина к мышце ……………………………..442.10.2. Инъекции никотина……………………………………………………462.10.3. Пероральное применением никотина………………………………..462.11. Обработка результатов и используемые вещества…………………………..47ГЛАВА 3.
ЛОКАЛИЗАЦИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ 2-ИЗОФОРМЫNa,K-АТФазы В КОНЦЕВОЙ ПЛАСТИНКЕ3.1. ВВЕДЕНИЕ…………………...………………………………………………...483.1.1. Na,K-АТФаза и гарантийный фактор нервно-мышечной передачи……….4833.1.2. Молекулярный комплекс никотинового холинорецептораи Na,K-АТФазы.. ……………………………………………………………………513.1.3.
Na,K-АТФаза и липидное окружение……………………………………….533.1.4. Комплекс никотиновый холинорецептор/Na,K-АТФаза и дистрофин……573.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………………603.2.1. Локализация и функционирование 2-изоформыNa,K-АТФазы в концевой пластинке……………………………………………….603.2.2. Функциональная связь никотиновых холинорецепторов и2-изоформы Na,K-АТФазы………………………………………………………...643.2.3. Дистрофин и холинергическая модуляция Na,K-АТФазы…………………763.2.4. Функциональное взаимодействие 2-изоформы Na,K-АТФазы ихолестерина…………………………………………………………………………. 803.3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ……………………………………………85ГЛАВА 4. ХРОНИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ НИКОТИНАВ СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЕ4.1. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….894.1.1. Общие сведения о никотиновом холинорецепторе ……….……………….894.1.2.
Модуляция Na,K-АТФазы никотином ……………………………………...954.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………………994.2.1. Локальная доставка никотина к мышце……………………………………..994.2.2. Подкожные инъекции никотина……………….……………………………1054.2.3. Пероральное введение никотина.…………………….. ……………………1094.3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ…………………………………………..115ГЛАВА 5. ИЗОФОРМ-СПЕЦИФИЧЕСКОЕ ВЛИЯНИЕДВИГАТЕЛЬНОЙ РАЗГРУЗКИ НА Na,K-АТФазу5.1.
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………….1185.1.1. Двигательная активность и Na,K-АТФаза………………………….……….1185.1.2. Na,K-АТФаза и функциональная разгрузка скелетной мышцы …………..11945.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………………1245.2.1. Функциональные изменения в m. soleus при двигательной разгрузке…….1245.2.2. Изоформ-специфическое влияние двигательной разгрузкина Na,K-АТФазу……………………………………………………………...............1355.2.3.
Липидная перестройка и 2-изоформа Na,K-АТФазы……………………..1465.2.4. Структурная перестройка концевой пластинки…………………………….1545.3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ……………………………………………157ГЛАВА 6. КАРДИОТОНИЧЕСКИЕ СТЕРОИДЫИ СОКРАТИТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ6.1. ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..……1616.1.1. Кардиотонические стероиды как специфическиеингибиторы Na,K-АТФазы…………………………………………………………1616.1.2. Кардиотонические стероиды и сократительная функция………………….1656.1.3.
Эндогенные аналоги кардиотонических стероидов………………………..1676.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………………1726.2.1. Действие уабаина и маринобуфагенина на сократительнуюактивность: роль α2-изоформы Na,K-ATPазы……………………………………..1726.2.2. Изоформ-специфичность действия уабаина имаринобуфагенина на Na,K-АТФазу…………………………………..…………...1766.2.3. Сократительные характеристики при ингибировании2-изоформы Na,K-АТФазы………………………………………………………..1786.3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ………………….………………………...181ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………184ВЫВОДЫ...................................................……………………….…..…………….190СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..…………..…………………..1925ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯАМРК: АМФ-зависимая/активируемая протеинкиназа (AMP-activated proteinkinase)АМФ: аденозинмонофосфатАТФ: аденозинтрифосфатАХ: ацетилхолинГАМК: γ-аминомасляная кислотаГВСН: гель с высоким содержанием никотинаГНСН: гель с низким содержанием никотинаДигидроэргостерол: ДНЕ (dehydroergosterol, ergosta-5,7,9(11),22-tetraen-3β-ol)КТС: кардиотонические стероидыMβЦД/хол: комплекс метил-β-циклодекстрин + холестеринMβЦД: метил-β-циклодекстринМПП: мембранный потенциал покоямРНК: матричная рибонуклеиновая кислотанХР: никотиновый холинорецепторПД: потенциал действия-БТХ: -бунгаротоксин22–NBD–холестерин: 22-NBD-хол (22-NBD-сholesterol, 22-(N-(7-Nitrobenz-2-Oxa1,3–Diazol-4-yl)Amino)-23,24-Bisnor-5-Cholen-3β-Ol)CTxB: субъединица В холерного токсинаEC50: полумаксимальная эффективная концентрацияFXYD: фенилаланин-Х-тирозин-аспартатIC50: концентрация полумаксимального ингибированияIP3-рецептор: внутриклеточный Са2+-канал активируемым инозитол-1,4,5трифосфатомNMG-Cl: N-methyl-d-glucamine chlorideOua: уабаинSERCA: сарко-эндоплазматический ретикулум Са2+-АТФаза (sarco/endoplasmicreticulum Са2+-ATPase)6ВВЕДЕНИЕАктуальностьобеспечиваемаятемыскелетнойисследования.мускулатурой,Двигательнаяявляетсяважнымактивность,факторомполноценного качества жизни (Gerasimenko et al., 2016; Radak et al., 2016).
Приинтенсивной двигательной активности происходит снижение трансмембранныхградиентов Na+ и К+, что может привести к нарушениям в пресинаптическом имышечном звеньях нервно-мышечной передачи, снижению работоспособности иутомлению (Matyushkin et al., 1995; Sejersted, Sjøgaard, 2000; Clausen, 2003; 2015;DiFranco et al., 2015).
Среди механизмов поддержания мышечного электрогенеза исократительной функции (Kristensen, Juel, 2010; Matchkov, 2010; Shestopalov et al.,2017) важнейшую роль играет активность Na,K-АТФазы. Эта ферментнаясистема, открытая д-ром J. Skou (Skou, 1957) (Нобелевская премия по химии 1997г.),являетсяинтегральнымбелком,поддерживающимтрансмембранныеградиенты Na+ и K+ за счет их активного транспорта, что обеспечиваетэлектрогенез, возбудимость, а также ряд сопряженных транспортных механизмовклетки (Blanco, Mercer, 1998; Mobasheri et al., 2000; Sejersted, Sjogaard, 2000;Clausen et al., 2017).
Скелетные мышцы содержат основной пул Na,K-АТФазы,плотность распределения которой в сарколемме достигает 1000 – 3350/мкм2,благодаря чему этот пул Na,K-АТФазы чрезвычайно важен для поддержаниякалиевого гомеостазиса всего организма (Clausen, 2003).Na,K-АТФаза состоит из -субъединицы, выполняющей каталитическую итранспортную функции, β-субъединицы, в основном функционирующей вкачестве шаперона, а также включает ассоциированный белок семейства FXYD,являющийся модулятором активности фермента (Mijatovic et al., 2007; Pirkmajer,Chibalin, 2016; Clausen et al., 2017). Внеклеточные участки -субъединицы Na,KATФазыформируюткардиотоническихспецифическийстероидовсайтявляющихсясвязыванияингибиторами(рецептор)Na,K-АТФазыдляиимеющих эндогенные циркулирующие аналоги (Mijatovic et al., 2007; Bagrov etal., 2009; Lingrel, 2010; Blaustein, 2017).7Na,K-АТФаза экспрессируется в различных молекулярных формах.
Длямлекопитающих известны четыре изоформы -субъединицы (1 – 4), триизоформы β-субъединицы Na,K-АТФазы, а также семь белков семейства FXYD(Blanco, Mercer, 1998; Pirkmajer, Chibalin, 2016; Clausen et al., 2017), чтообеспечивают широкое молекулярное и функциональное разнообразие Na,KАТФазы. Клетки большинства тканей, помимо изоформы 1, выполняющейосновную насосную функцию, экспрессируют также одну из изоформ 2 – 4,которые выполняют специфические для данной клетки функции.Важно, что функциональная гетерогенность Na,K-АТФазы обусловлена нетолько её молекулярным разнообразием, но также специфической мембраннойлокализацией, особенностями регуляции и взаимодействием с белковым илипидным окружением (обзоры: Кривой, 2014; Matchkov, Krivoi, 2016).
Благодаряряду структурных доменов Na,K-АТФаза участвует в качестве скаффолда вформировании функциональных мультимолекулярных комплексов, за счет чегодостигается регуляция самых разнообразных свойств клетки, реализуетсямодуляция самой Na,K-АТФазы и её сигнальная функция (Крылов и др., 1999;Xie, Askari, 2002; Schoner, Scheiner-Bobis, 2007; Reinhard et al., 2013).В скелетных мышцах ко-экспрессируются 1- и 2-изоформы Na,K-АТФазы,физиологическая роль, особенности локализации и функционирования которыхявляются предметом интенсивного изучения (Кривой, 2012; Matchkov, Krivoi,2016; Pirkmajer, Chibalin, 2016; Kutz et al., 2018). К наиболее принципиальноважным и нерешенным относятся следующие вопросы.1.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
