Изоформы α-субъединицы Na+,K+-ATФазы и электрогенез скелетной мышцы крысы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.13, кандидат биологических наук Кравцова, Виолетта Васильевна

• Кравцова, Виолетта Васильевна
• кандидат биологических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Кравцова, Виолетта Васильевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Функциональная роль и регуляция Na+,K+-АТФазы.

1.2. Изоформы субъединиц Na+,K+-АТФазы.

1.3. Изоформы а-субъединицы и эндогенные ингибиторы №+,К+-АТФазы.

1.4. Ыа+,К+-АТФаза и ее изоформы в скелетных мышцах.

1.5. Холинергическая регуляция Na+,K+-АТФазы в скелетной мышце.

1.6. Никотиновый холинорецептор скелетной мышцы: связь с Na+,K+-АТФазой.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Электрофизиологические исследования.

2.1.1. Характеристика экспериментального объекта.

2.1.2. Характеристика экспериментальных условий.

2.2. Оценка транспортной активности Na+,K+-АТФазы.

2.3. Оценка каталитической активности Na+,K+-АТФазы.

2.4. Обработка результатов.

2.5. Применяемые вещества.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Ш 3.1. Роль изоформ а-субъединицы Na+,K+-АТФазы в электрогенезе мышечных волокон диафрагмы крысы.

3.1.1. Вклад изоформ Na+,K+-АТФазы в мембранный потенциал покоя мышечных волокон.

3.1.2. Параметры потенциалов действия мышечных волокон ф при блокаде а2 изоформы Na+,K+-АТФазы.

3.2. Роль изоформ а-субъединицы Na+,K+-АТФазы в гиперполяризующем эффекте ацетилхолина в диафрагме крысы.

3.2.1. Гиперполяризующий эффект ацетилхолина и роль Ыа+,К+-АТФазы.

3.2.2. Роль al и а2 изоформ №+,К+-АТФазы в гиперполяризующем эффекте ацетилхолина.

3.2.3. Влияние экстракта почек свиньи на гиперполяризующий эффект ацетилхолина. ф 3.3. Роль никотинового холинорецептора в гиперполяризующем эффекте ацетилхолина в диафрагме крысы.

3.3.1. Оценка возможности прямого действия ацетилхолина на Na+,K+-ATOa3y.

3.3.2. Гиперполяризующий эффект ацетилхолина в условиях ингибирования ацетилхолинэстеразы.

3.3.3. Зависимость доза - ответ для гиперполяризующего эффекта ацетилхолина.

3.3.4. Роль никотинового холинорецептора в гиперполяризующем эффекте ацетилхолина.

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Изоформы а-субъединицы Ыа+,К+-АТФазы и электрогенез скелетных мышечных волокон.

4.2. Роль изоформ а-субъединицы Ыа+,К+-АТФазы в гиперполяризующем эффекте ацетилхолина в диафрагме крысы.

4.3. Роль никотинового холинорецептора в гиперполяризующем эффекте ацетилхолина в диафрагме крысы.

5. ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изоформы α-субъединицы Na+,K+-ATФазы и электрогенез скелетной мышцы крысы»

Актуальность исследования. №+,К+-зависимая АТФаза, гидролизующая АТФ в присутствии Na+ и К+, является интегральным мембранным ферментом, функционирующим как Na+,K+-Hacoc, и обнаружена в плазматической мембране практически всех животных клеток. Основная функция Ыа+,К+-АТФазы заключается в поддержании трансмембранных градиентов Na+ и К+ за счет активного транспорта этих ионов. Эти градиенты обеспечивают необходимый уровень мембранного потенциала и возбудимость клеток, а также ряд других важных транспортных механизмов клетки. Таким образом, Na+,K+-АТФаза является важнейшим регулятором клеточных функций, который обеспечивает способность возбудимых клеток воспринимать и передавать сигналы, а также поддерживает ионный гомеостазис организма в целом (см. обзоры: Болдырев, 1985; 1998; Blaustein, 1993; Clausen, 1998; Sejersted, Sjogaard, 2000; Glitsch, 2001; Lichtstein, Rosen, 2001; Schoner, 2002).

Na+,К -АТФаза представляет собой димер, состоящий из а- и (3-субъединиц, в некоторых тканях включает также у-субъединицу. Субъединица ос, содержащая места связывания с АТФ и ионами Na+ и К+, отвечает за каталитические и транспортные свойства Ка+,К+-АТФазы. Кроме того, а-субъединица содержит участок, являющийся специфическим рецептором для сердечных гликозидов. Для позвоночных в настоящее время известны четыре изоформы а-субъединицы №+,К+-АТФазы (al - a4), каждая из которых кодируется собственным геном. Физиологическая роль изоформ Ыа+,К+-АТФазы во многом остается неясной. По ряду данных основную насосную функцию в клетке выполняет изоформа al, тогда как прочие являются вспомогательными (регуляторными) (см. обзоры: Blanco, Mercer, 1998; Mobasheri et al., 2000; Lopina, 2001).

В скелетных мышцах активность №+,К+-АТФазы является принципиально важным фактором для поддержания сократительной функции и работоспособности нервно-мышечного аппарата (Clausen, 1998, Sejersted, Sjogaard, 2000). Установлено, что скелетные мышечные волокна млекопитающих экспрессируют две изоформы (al и а2) а-субъединицы Na+,K+-ATOa3bi, причем фракция изоформы а2 составляет до 50 % и более (Lavoie et al., 1997; Thompson et al., 1999; He et al., 2001). Механизмы регуляции данных изоформ и их роль в поддержании электрогенеза и сократительных свойств скелетных мышечных волокон не выяснены, причем исследовались лишь в опытах на мышцах эмбрионов (Radzyukevich et al., 2004) и мутантных животных (Не et al., 2001). Эти работы в данном направлении, по сути, являются единственными.

Хорошо известно, что ряд гормонов и медиаторов, в том числе ацетилхолин (АХ), способны регулировать Ыа+,К+-АТФазу (Елаев, 1980; Голиков и др., 1985; Begyun et al., 1996; Clausen, 1998; Glitsch, 2001; Gloor, 1997; Mathias et al., 2000). Это свойство AX имеет непосредственное отношение к классической проблеме немедиаторной, регуляторной функции медиаторов, сохраняющей свою актуальность и в настоящее время (Ухтомский, 1940; Гинецинский, Михельсон, 1937; Коштоянц, 1951; Беритов, 1959; Зефиров, 1967; Полетаев, 1974).

Влияние АХ и его миметиков на Ыа+,К+-АТФазу показано и в сердечной (Danilenko et al., 1990; 1991; Mathias et al., 2000), и в скелетной мышцах (Платонова и др., 1986; Dlouha et al., 1979; Vyskocil et al., 1983; Henning et al., 1993; Nikolsky et al., 1994; Kragenbrink et al., 1996). В частности, обнаружено, что в отличие от квантового АХ, деполяризующего постсинаптическую мембрану, неквантовый АХ (присутствующий в синаптический щели в наномолярных концентрациях) вызывает гиперполяризацию мембраны скелетных мышечных волокон за счет активации электрогенного Na+,K+-Hacoca (Dlouha et al., 1979; Vyskocil et al., 1983; Nikolsky et al., 1994). Этому эффекту неквантового AX придается большое физиологическое значение как важному фактору нейронального контроля электрогенеза скелетной мышцы (Волков, Полетаев, 1988; Vyskocil et al., 1983; Nikolsky et al., 1994). Гиперполяризующим эффектом обладает и экзогенный АХ в сходных концентрациях (см. обзор: Кривой, 2000). Однако ни мишень АХ, ни тип изоформы Ыа+,К+-АТФазы в его гиперполяризующем действии не были установлены.

Цель и основные задачи исследования: целью данной работы было выявление роли al и a2 изоформ a-субъединицы Ыа+,К+-АТФазы в поддержании и холинергической регуляции электрогенеза зрелых скелетных мышечных волокон нормальных (не мутантных) крыс.

В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:

1. Оценить вклад изоформ al и a2 в мембранный потенциал покоя (Ml Ш) мышечных волокон диафрагмы крысы, а также роль изоформы а2 в поддержании их электрогенеза.

2. Выявить участие Ыа+,К+-АТФазы в гиперполяризующем эффекте наномолярных концентраций АХ в диафрагме крысы и определить тип изоформы ее a-субъединицы, вовлеченной в этот эффект.

3. Исследовать характеристики мишени АХ в его гиперполяризующем действии; проверить роль никотинового холинорецептора в качестве такой мишени.

Положения, выносимые на защиту:

1. Основную "насосную" функцию, обеспечивающую МПП мышечных волокон диафрагмы крысы в покое, выполняет al изоформа Ыа+,К+-АТФазы; роль а2 изоформы в поддержании Ml 111 относительно невелика, однако ее активность важна для генерации нормальных мышечных потенциалов действия (ПД).

2. Гиперполяризация мышечных волокон диафрагмы крысы при действии АХ в наномолярных концентрациях обусловлена существенным увеличением вклада а2 изоформы Na+,K+-AT<X>a3bi в величину МПП.

3. Холинергическая регуляция электрогенеза мышечных волокон диафрагмы крысы при участии а2 изоформы №+,К+-АТФазы осуществляется за счет связывания АХ с никотиновым холинорецептором в конформационном состоянии со сверхвысокой аффинностью к АХ.

Научная новизна работы. Впервые исследована роль al и a2 изоформ Na+,K+-ATOa3bi в поддержании электрогенеза мышечных волокон скелетной мышцы нормальных (не мутантных) взрослых крыс. Анализ зависимости МПП мышечных волокон диафрагмы крысы от концентрации специфического ингибитора Na+,K+-ATOa3bi оуабаина впервые показал, что основной электрогенный вклад в МПП вносит изоформа al. Вклад а2 изоформы в МПП относительно невелик, однако ее селективная блокада оуабаином вызывает нарушения в механизме генерации мышечных ПД (снижение амплитуды и увеличение длительности). Установлено, что гиперполяризующее действие наномолярных концентраций экзогенного АХ в диафрагме крысы реализуется за счет существенного увеличения вклада в Ml 111 именно а2 изоформы Na+,K+-ATOa3bi (без влияния на изоформу al). Применение агонистов и антагонистов никотинового холинорецептора, а также анализ концентрационной зависимости для гиперполяризующего эффекта АХ показал, что этот эффект реализуется при участии никотинового холинорецептора в конформационном состоянии со сверхвысокой аффинностью к АХ, предположительно, в состоянии десенситизации. Впервые выдвинута гипотеза о том, что в скелетной мышце а2 изоформа Na+,K+-ATOa3bi выполняет регулирующую функцию и за счет функциональной связи с никотиновым холинорецептором участвует в холинергическом контроле электрогенеза мышечных волокон.

Практическая значимость работы. Полученные данные раскрывают новый механизм регуляции скелетной мышцы циркулирующими эндогенными и экзогенными холинергическими лигандами и дигиталисоподобными ингибиторами Na+,K+-ATOa3bi. Эти знания важны также для понимания механизмов побочных эффектов применяемых в клинике сердечных гликозидов, холинопозитивных препаратов (применяемых как стимуляторы памяти, при лечении ряда нейродегенеративных расстройств, миастении и др.), а также негативных последствий курения. Предлагаемый принцип регуляции за счет функциональной связи никотинового холинорецептора с Иа+,К+-АТФазой возможно действует и в ЦНС, где важнейшей функцией никотиновых холинорецепторов является модуляция эффективности синаптических связей.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на конкурсах молодых ученых СПбГУ (1998, 2000), на заседаниях секции общей физиологии Санкт-Петербургского общества физиологов, биохимиков и фармакологов им. И.М. Сеченова (2001, 2004), Всероссийских школах "Актуальные проблемы нейробиологии" (Казань, 1999, 2000, 2001), Российской медико-биологической конференции "Человек и его здоровье" (Санкт-Петербург, 1999, 2000, 2001), Международной междисциплинарной конференции "Человек. Природа. Общество. Актуальные проблемы" (Санкт-Петербург, 1998, 2000), конференции молодых ученых России с международным участием "Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины" (Москва, 2001), "32 Annual Meeting Society for Neuroscience", Orlando, Florida (2002), "10 International Conference on Na,K-ATPase and Related Cation Pumps", Elsinore, Denmark (2002), International Symposium "Biological Motility" dedicated to the memory of acad. G.M. Frank Pushchino, Russia (2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 32 работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 116 страниц состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 157 источников, из которых 120 -иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 19 рисунками и 2 таблицами.

Заключение диссертации по теме «Физиология», Кравцова, Виолетта Васильевна

ВЫВОДЫ

1) Анализ зависимости доза-ответ деполяризующего действия оуабаина показал, что основной вклад в поддержание МПП мышечных волокон диафрагмы крысы (-14.5±1.3 мВ) вносит оуабаин-резистентная al изоформа Na+,K+-АТФазы; электрогенный вклад оуабаин-чувствительной а2 изоформы в покое относительно мал (-4.5±1.2 мВ). Селективная блокада а2 изоформы оуабаином (1 мкмоль/л) вызывает нарушения в механизме генерации мышечных ПД, проявляющиеся в снижении их амплитуды и увеличении длительности.

2) Добавление в раствор АХ (100 нмоль/л) вызывает гиперполяризацию внесинаптической мембраны мышечных волокон величиной 4.2±0.5 мВ. Эффект блокируется специфическими ингибиторами Na+,K+-АТФазы (оуабаин, дигоксин, маринобуфагенин) в наномолярном диапазоне, что свидетельствуют об участии Na+,K+-АТФазы в этом эффекте АХ. В присутствии АХ электрогенный вклад а2 изоформы Na+,K+-АТФазы в МПП возрастает до -9.0±1.2 мВ; вклад al изоформы (-15.7±1.2 мВ) при этом не изменяется.

3) АХ в диапазоне концентраций от 100 нмоль/л до 100 мкмоль/л не влияет на транспортную активность Na+,K+-АТФазы в эритроцитах крысы и на каталитическую активность очищенной Na+,K+-АТФазы из почек овцы, то есть не оказывает прямого действия на этот фермент.

4) Вызываемая АХ гиперполяризация воспроизводится агонистами никотинового холинорецептора карбахолином или никотином и блокируется специфическими конкурентными антагонистами d-тубокурарином или а-бунгаротоксином, но не проадифеном - неконкурентным антагонистом, блокатором открытого канала рецептора. Результаты показывают, что АХ вызывает гиперполяризацию за счет связывания со специфическими сайтами никотиновых холинорецепторов, причем эффект не опосредуется ионными ^ токами через их каналы.

5) Величина ЭК5о для гиперполяризующего эффекта АХ составляет 28.3±3.6 нмоль/л. Десенситизирующий агент проадифен не влияет на максимальную величину гиперполяризации, но сдвигает кривую доза-ответ для АХ до ЭК5о=7.1±2.3 нмоль/л. В гиперполяризующем эффекте АХ участвуют никотиновые холинорецепторы в конформационном состоянии, характеризующемся сверхвысокой аффинностью к АХ, предположительно в состоянии десенситизации.

6) В мышечных волокнах диафрагмы крысы существует функциональная связь между никотиновыми холинорецепторами и а2 изоформой Na+,K+

АТФазы. Это указывает на новый (холинергический) путь регуляции Na+,K+-АТФазы и на новую роль никотинового холинорецептора как модулятора этого фермента.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Кравцова, Виолетта Васильевна, 2005 год

1. Беритов И.С. Физиология нервной и мышечной системы. M.-JL: Изд-во АН СССР. - 1959. -Т.1.-600 с.

2. Болдырев А.А. Биологические мембраны и транспорт ионов. -М.: Изд-во МГУ, 1985. - 208 с.

3. Болдырев А.А. Na/K-АТФаза свойства и биологическая роль // Соросовский образовательный журнал. - 1998. - Т.4, №29. - С.2-9.

4. Веренинов А.А., Виноградова Т.А., Ивахнюк И.С., Марахова И.И., Торопова Ф.В. Применение пламенно-эмиссионного анализа для измерения потоков щелочных катионов через клеточную мембрану // Цитология. 1982. -Т. 14, №1. - С. 98-103.

5. Волков Е.М., Полетаев Г.И. Нейротрофический контроль функциональных свойств поверхностной мембраны мышечного волокна // Механизмы нейрональной регуляции мышечной функции / Под ред. Г.А. Наследова . Л.: Наука. - 1988. - С.5-26.

6. Воронин В.А., Никольский Е.Е. Исследование температурной зависимости неквантового освобождения ацетилхолина // Физиология медиаторов. Периферический синапс. Тез. докл. - Казань - 1984. - С.57-58.

7. Гинецинский А.Г., Михельсон Н.И. О гуморальной передаче нервного возбуждения в двигательных окончаниях соматического нерва // Успехи совр. биол. 1937. - Т.6. - С.399-431.

8. Голиков С.Н., Долго-Сабуров В.Б., Елаев Н.Р., Кулешов В.И. Холинергическая регуляция биохимических систем клетки. М.: Медицина. -1985.-224 с.

9. Долго-Сабуров В.Б. Холинергическая импульсация и некоторые ^ биохимические системы / В кн.: Холинергическая регуляция биохимическихсистем клетки. М.: Медицина. - 1985. - С.86-158.

10. Долго-Сабуров В.Б. Молекулярные механизмы нейромедиаторных эффектов ацетилхолина // Нейрохимия. 1987. - Т.6, № 4. - С.611-621.

11. Драбкина Т.М., Кривой И.И. От разнообразия молекулярных форм 01 к функциональной специализации олигомерных белков. Никотиновыйхолинорецептор, ацетилхолинэстераза и Ыа+,К+-АТФаза // Цитология. 2004. - Т.46, №2. - С.89-104.

12. Елаев Н.Р. Активация Ыа+,К+-АТФазы микросом нервных клеток ацетилхолином в модельной системе // Биохимия. 1980. - Т.20, №10.1. С.1173-1178.

13. Зефиров JI.H. О значении ацетилхолинового обмена в механизме деятельности соматической нервной системы // Автореф. докт. дис. Казань. -1967.-37 с.

14. Казеннов A.M., Маслова М.Н., Савина Г.В. Сравнительная характеристика свойств ИаД-АТФазы эритроцитов человека и карпащ

15. Cyprinus Carpio II Журн.эволюц.биохим.физиол. 1984. - Т.20, №2. - С. 167172.

16. Коштоянц Х.С. Белковые тела, обмен веществ и нервная регуляция. -М.: Изд-во АН СССР. 1951. - 100 с.

17. Ф 17. Кривой И.И. Механизмы немедиаторного действия ацетилхолина внервно-мышечном аппарате // Росс, физиол. журн. им. И.М. Сеченова. -2000. Т.86, № 8. - С.1019-1029.

18. Кривой И.И., Драбкина Т.М., Добрецов М.Г., Васильев А.Н., Кравцова В.В., Итон М.Дж., Скачков С.Н., Мандел Ф. Функциональная связь никотиновых холинорецепторов и Ыа,К-АТФазы в скелетной мышце // Физиол.журн.им.И.М.Сеченова. 2004. -Т.90, № 1. С.59-72.

19. Кривой И.И., Кубасов И.В., Лопатина Е.В. Исследование восстановления работоспособности утомляемой диафрагмы крысы после применения экзогенного ацетилхолина // Физиол.журн.им.И.М.Сеченова. -1994. Т.80, №9. - С.61-66.

20. Кривой И.И., Кулешов В.И., Матюшкин Д.П. Нервно-мышечный синапс и антихолинэстеразные вещества. JL: Издательство ЛГУ - 1987. -240 с.

21. Крылов Б.В., Дербенев А.В., Подзорова С.А., Людыно М.И., Кузьмин А.В., Изварина Н.Л. Морфин уменьшает чувствительность к потенциалу медленных натриевых каналов // Физиол.журн.им.И.М.Сеченова. 1999. -Т.85, № 2. С.226-236.

22. Лопатина Е.В., Кривой И.И. Механизм вызываемой ацетилхолином долговременной следовой гиперполяризации мышечных волокон диафрагмы крысы // Вестник СПбГУ. 1997. - Сер.З, вып.4 (№ 24). -С. 72-79.

23. Матюшкин Д.П. Функциональные клеточные взаимодействия в нервно-мышечном аппарате. Л.: Наука, 1980. - 184 с.

24. Мустафин A.M. Принцип динамической полифункциональности белков на примере системы холинэстераза-холинорецептор-Ыа+/К+-АТФаза // Успехи, соврем, биол. 1976 - Т.87. - С.76-282.

25. Наследов Г.А. Тоническая мышечная система позвоночных. Л.: Наука.-1981.-187 с.

26. Наследов Г.А., Катина И.Е., Кобзева М.А. О функционировании электромеханической связи на разных стадиях контрактурного сокращения // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 2004. - Т.90, № 32. - С.327-338.

27. Николе Дж. Г., Мартин Ф.Р., Валлас Б. Дж., Фукс П.А. От нейрона к мозгу. М.: УРСС - 2003. - 672 с.

28. Ноздрачев А.Д., Поляков E.JI. Анатомия крысы. СПб.: Изд. «Лань».-2001.-464 с.

29. Платонова Р.Д., Посконова М.А., Родионов И.М. Активация ацетилхолином натриевого насоса в мышце лягушки // Физиол.журн. СССР им. И.М.Сеченова. 1986. - Т.72, №7. - С.921-925.

30. Полетаев Г.И. Значение гуморальных факторов в механизме передачи возбуждения с нерва на скелетную мышцу // Автореф. дисс. д-ра биол. наук. Казань. - 1974. - 28 с.

31. Скок В.И., Селянко А.А., Деркач В.А. Нейрональные холиноре-цепторы. М.: Наука. - 1987. - 344 с.

32. Уразаев А.Х. Роль активного хлорного транспорта в поддержании мембранного потенциала и объема мышечных волокон // Автореф. дисс.д-ра биол. наук. Казань. - 1997. - 40 с.

33. Ухтомский А.А. (1940). Очерк физиологии нервной системы // Собр.соч. Л.: Изд-во ЛГУ. - 1954. - Т.4. - 231 с.

34. Федин А.Н., Ноздрачев А.Д., Бреслав И.С. Физиология респираторных систем. СПб.: Изд.СПбГУ, - 1997 - 183 с.

35. Ходоров Б.И. Общая физиология возбудимых мембран (руководство по физиологии). М.: Наука. - 1975. - 406 с.

36. Шмерлинг М.Д., Филюшина Е.Е., Бузуева И.И., Гребнева О.Л., Плотникова Н.А. Скелетная мышца. Структурно-функциональные аспекты адаптации. Под ред. акад. АМН СССР Ю.И.Бородина. Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние. - 1991. - 121 с.

37. Aizman О., Uhlen P., Lai М., Brismar Н., Aperia A. Ouabain, a steroid hormone that signals with slow calcium oscillations // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2001. - V.98. - P.13420-13424.

38. Arnon A., Hamlyn J.M., Blaustein M.P. Ouabain augments Ca2+ transients in arterial smooth muscle without raising cytosolic Na+ // Am.J.Physiol. Heart Circ.Physiol. 2000. - V .279. - H679-H691.

39. Balzan S., D'Urso G., Ghione S., Martinelli A., Montali U. Selective inhibition of human erythrocyte Na+/K+ ATPase by cardiac glycosides and by a mammalian digitalis like factor // Life Sci. 2000. - V.67. - P.1921-1928.

40. Begyun P., Beggah A., Cotecchia S., Geering K. Adrenergic, dopaminergic, and muscarinic receptor stimulation leads to PKA phosphorylation of Na-K-ATPase //Am.J.Physiol. 1996. - V.270. - C131-C137.

41. Bennett M.R. Development of neuromuscular synapse // Physiol. Rev.- 1983. V.63, № 3. - P.915-1048.

42. Blanco G., Mercer R.W. Isozymes of the Na-K-ATPase: heterogeneity in structure, diversity in function // Am.J.Physiol. 1998. - V. 275. - F633-F655.

43. Blaustein M.P. Physiological effects of endogenous ouabain: control of intracellular Ca2+ stores and cell responsiveness // Am. J. Physiol. (Cell Physiology 33).- 1993. -V. 264 -C1367-C1387.

44. Boulter J., Evans K., Goldman G., Martin G., Trecco D., Heinemann S., Patrick J. Isolation of a cDNA clone coding for a possible neural nicotinic acetylcholine receptor a-subunit // Nature. 1986. - V. 319. - P. 368-374.

45. Bray J.J., Forrest J.W., Hubbard J.I. Evidence for the role of non-quantal acetylcholine in the maintenance of the membrane potential of rat skeletal muscle // J.Physiol. 1982. - V.326. - P.285-296.

46. Butt A.N., Tennant B.P., Gillingwater S.D., Shepherd P.S., Swaminathan R. Binding of ouabain and human ouabainlike substance to different Na+,K+-ATPase isoforms // Hypertens.Res. 2000. - V.23. - P.45-50.

47. Changeux J.-P., Edelstein SJ. Allosteric mechanisms in normal and pathological nicotinic acetylcholine receptors // Curr. Opin. Neurobiol. 2001. -V.ll.-P. 369-377.

48. Clausen T. Clinical and therapeutic significance of the Na+,K+ pump // Clinical science. 1998. - V.95. - P.3-17.

49. Clausen T. Long- and short-term regulation of the Na+-K+ pump in skeletal muscle //News Physiol.Sci. 1996. - V.l 1. -P.24-30.

50. Clausen T. The Na+,K+ pump in skeletal muscle: quantification, regulation and functional significance // Acta Physiol. Scand. 1996. - V.l56. -P.227-235.

51. Clausen Т., Andersen S.L.V., Flatman J.A. Na+-K+-pump stimulation elicits recovery of contractility in K+-paralysed rat muscle // J.Physiol. 1993. -V.472. - P.521-536.

52. Cougnon M.H., Moseley A. E., Radzyukevich T.L., Lingrel J.B., Heiny J.A. Na,K-ATPase a- and (3-isoform expression in developing skeletal muscles: a2 correlates with t-tubule formation // Eur. J. Physiol. 2002. - V. 445. - P. 123-131.

53. Danilenko M.P., Turmukhambetova V.C., Yesirev O.V., Tkachuk V.A., Panchenko M.P. Na+-K+-ATPase-G protein coupling in myocardial sarcolemma: separation and reconstitution // Am. J. Physiol. 1991. - V. 261, № 4. - P. 87-91.

54. Delbono O, Kotsias B.A. Hyperpolarizing effect of aminophylline, theophylline, and cAMP on rat diaphragm fibers // J. Appl. Physiol. 1988. - V. 65, №5. -P. 1893-1899.

55. Dezaki К., Tsuneki H., Kimura I. Methyllcaconitine-sensitive neuronalnicotinic receptor-operated slow Ca2+ signal by local application or perfusion of1. W1

56. ACh at the mouse neuromuscular junction // Neurosci.Res. 1999. - V.33, № 1-P. 17-24.

57. Dlouha H., Teisinger J., Vyskocil F. Activation of membrane Na+/K+-ATPase of mouse skeletal muscle by acetylcholine and its inhibition by aщ bungarotoxin, curare and atropine // Pflugers Arch. 1979. - V.380, № 1. 1. P.101-104.

58. Dobretsov M., Hastings S.L., Sims T.J., Stimers J.R., Romanovsky D. Stretch receptor-associated expression of аз isoform of the Na+,K+-ATPase in rat peripheral nervous system //Neuroscience. 2003. - V. 116. -P.l069-1080.

59. Doris P.A., Bagrov A.Y. Endogenous sodium pump inhibitors andblood pressure regulation: an update on recent progress // Proc.Soc.Exp.Biol.Med. 1998. - V.218. - P.156-167.

60. Duclert A., Changeux J.P. Acetylcholine receptor gene expression at the developing neuromuscular junction // Physiol.Rev. 1995. - V.75, №2. -P.339-368.

61. Elfman L., Heilbronn E., Jorgensen P. Fraction of protein components of plasma membranes from the electric organ Torpedo marmorata И Biochim.Biophys.Acta. 1982. - V.693, № 2. - P.273-279.

62. Farr C.D., Burd C., Tabet M., Wang X., Welsh W.J., Ball W.J. Three-^ dimensional quantitative structure activity relationship study of the inhibition of

63. Na+,K+-ATPase by cardiotonic steroids using comparative molecular field analysis // Biochemistry. 2001. - V.41, № 4. - P.l 137-1148.

64. Fedorova O.V., Bagrov A.Y. Inhibition of Na/K ATPase from rat aorta by two Na/K pump inhibitors, ouabain and marinobufagenin; (evidence ofinteraction with different а-subunit isoforms) // Am. J. Hypertens. 1997. - V.10. -P.929-935.

65. Fedorova O.V., Lakatta E.G., Bagrov A.Y. Endogenous Na,K pump ligands are differentially regulated during acute NaCl loading of Dahl rats // Circulation. 2000. - V.102. - P.3009-3014.

66. Fletcher P., Forrester T. The effect of curare on the release of acetylcholine from mammalian motor nerve terminals and an estimate of quantum content // J. Physiol. 1975. - V.251. - P. 131-144.

67. Fossier P., Baux G., Tauc L. Direct and indirect effects of an organophosphorus acetylcholinesterase inhibitor and of oxime on a neuro-neuronal synapse // Pflugers Arch. 1983. - V.396, № 1 - P. 15-22.

68. Foster R.H., Prat H., Rothman I. Is ouabain produced by the adrenal gland? // Gen.Pharmac. 1998. - V.31, №4. - P.499-501.

69. Gao J., Wymore R.S., Wang Y., Gaudette G.R., Krukenkamp I.B., Cohen I.S., Mathias R.T. Isoform-specific stimulation of cardiac Na/K pumps by nanomolar concentrations of glycosides // J.Gen.Physiol. 2002. - V.119. - P. 297-312.

70. Garland C.M., Foreman R.C., Chad J.E., Holden-Dye L., Walker R.J. The actions of muscle relaxants at nicotinic acetylcholine receptor isoforms // Eur. J. Pharmacol. 1998. - V.357. - P.83-92.

71. Giniatullin R.A., Khazipov R.N., Oranska T.I., Nikolsky E.E., Voronin V.A., Vyskocil F. The effect of non-quantal acetylcholine release on quantal miniature currents at mouse diaphragm // J. Physiol. 1993. - V. 466. - P. 105114.

72. Glitsch H.G. Electrophysiology of the sodium-potassium-ATPase in cardiac cells // Physiol.Rev. 2001. - V.81, № 4. - P.1791-1826.

73. Gloor S.M. Relevance of Na,K-ATPase to local extracellular potassium homeostasis and modulation of synaptic transmission // FEBS Letters. 1997. -V.412. -P.l—4.

74. Gorman A., Marmor M. Steady-State contribution of the sodium pump to the resting potention of a molluscan neurone // J.Physiol. 1974. - V.242. -P.35-48.

75. Grutter Т., Changeux J.-P. Nicotinic receptors in wonderland // Trends Biochem. Sci. 2001. - V.26. - P.459-462.

76. Haber R.S., Loeb J.N. Selective induction of high- ouabain -affinity isoform of Na+-K+-ATPase by thyroid hormone // Am. J. Physiol. 1988. - V. 255. -E912-E919.

77. Hamilton S.L., Serysheva I., Strasburg G.M. Calmodulin and excitation-contraction coupling // News Physiol Sci. 2000. - V.15 - P.281-284.

78. Hamlyn J.M. Observation of the nature, biosynthesis, secretion and significance of endogenous ouabain // Clin.Exp.Hypertens. 1998. - V.20. - P. 523-533.

79. Hansen O. The c*i isoform of Na+,K+ ATPase in rat soleus and extensor digitorum longus // Acta Physiol. Scand. 2001. - V. 173. - P. 335-341.

80. Hartford A.K., Messer M.L., Moseley A.E., Lingrel J.B., Delamere N.A. Na,K-ATPase a2 inhibition alters calcium responses in optic nerve astrocytes // Glia. 2004. - V. 45. - P. 229-237.

81. He S., Shelly D.A., Moseley A.E., James P.F., James J.H., Paul R.J., Lingrel J.B. The oti- and a2-isoforms of Na-K-ATPase play different roles in skeletal muscle contractility // Am. J. Physiol. Reg. Integ. Сотр. Physiol. 2001. -V. 281. - R917-R925.

82. Henning R.H., Nelemans S.A., van den Akker J., den Hertog A. Induction of Na+/K+-ATPase activity by long-term stimulation of nicotinic acetylcholine receptors in C2C12 myotubes // Br. J. Pharmacol. 1994. - V.l 11.- P.459-464.

83. Hicks A., McComas A.J. Increased sodium pump activity followingrepetitive stimulation of rat soleus muscles // J. Physiol. 1989. - V.414. - P.337-349.

84. Higham S.C., Melikian J., Karin N.J., Ismail-Beigi F., Pressley T.A. Na,K-ATPase expression in C2C12 cells during myogenesis: minimal contributionof a2 isoform to Na,K transport // J.Membrane Biol. 1993. - V.l31. - P. 129-136.

85. Hobbiger F. Pharmacology of anticholinesterase drugs // In: Handbook of experimental pharmacology. New York. Springer-Verlag. 1976. - V.42. -P.487-581.

86. Horisberger J.D., Kharoubi-Hess S. Functional differences between a ^ subunit isoforms of the rat Na,K-ATPase expressed in Xenopus oocytes // J.

87. Physiol. 2002. - V.539. - P.669-680.

88. Ishida Y., Dal Ri H., Schmidt G., Vetterlein F. Actions of diazepam on the discharge pattern of phrenic motoneurons in rats // Neuropharmacology. -1979. V. 18. - P.679-687.

89. James P.F., Grupp I.L., Grupp G., Woo A.L., Askew G.R., Croule

90. M.L., Walsh R.A., Lingrel J.B. Identification of a specific role for the Na,K

91. ATPase alpha 2 isoform as a regulator of calcium in the heart // Mol. Cell. 1999.- V.3. -P.555-563.

92. Juhaszova M., Blaustein M.P. Na+ pump low and high ouabain affinity a subunit isoforms are differently distributed in cells // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1997. V.94. -P.1800-1805.

93. Katz В., Miledi R. Transmitter leakage from motor nerve endings // Proc.Roy.Soc.B. 1977. - V.196. - P.59-72.

94. Kragenbrink R., Higham S.C., Sansom S.C., Pressley T.A. Chronic stimulation of acetylcholine receptors: differential effects on Na,K-ATPase isoforms in a myogenic cell line // Synapse. 1996. - V.23. - P.219-223.

95. Lavoie L., Levenson R., Martin-Vasallo P., Klip A. The molar ratios of a and p subunits of the Na+-K+-ATPase differ in distinct subcellular membranes from rat skeletal muscle // Biochem. 1997. - V. 36. P. 7726-7732.

96. Lichtstein D., Rosen H. Endogenous digitalis-like Na,K-ATPase inhibitors, and brain function // Neurochem. Res. 2001. - V.26, №(8/9). - P. 971-978.

97. Longo N., Scaglia F., Wang Y. Insulin increases the turnover rate of Na+-K+-ATPase in human fibroblasts // Am. J. Physiol. (Cell Physiol.). 2001. -V.280. - C912-C919.

98. Lopina O.D. Interaction of Na,K-ATPase catalytic subunit with cellular proteins and other endogenous regulators // Biochemistry (Moscow). -2001.-V.6. -P.l 122-1131.

99. Magazanik L.G., Vyskocil F. Desensitization at the neuromuscular junction / In: "Motor innervation of muscle", ed. Thesleff. 1976. - P. 151-176.

100. Mandel F., Vasiliev A.N., Krivoi I.I. Using the Na,K-ATPase itself for the large scale isolation and purification of endogenous digitalis-like factors // Ann. N.Y. Acad. Sci. -2003. V.986. - P 617-619.

101. Marette A., Krischer J., Lavoie L., Ackerley C., Carpentier J-L., Klip A. Insulin increases the Na-K-ATPase a2-subunit in the surface of rat skeletal muscle: morphological evidence // Am.J.Physiol. 1993. - V. 265. - C1716-C1722.

102. Mathias R.T., Cohen I.S., Gao J., Wang Y. Isoform-specific regulation of the Na+-K+pump in heart // News Physiol.Sci. 2000. -V. 15. -P. 176-180.

103. Massoulie J., Bon S. The molecular form of cholinesterase in vertebrates // Ann. Rev. Neurosci. 1982. - V. 5. - P.57-106.

104. Matyushkin D.P., Krivoi I.I., Drabkina T.M. Synaptic feed-backs mediated by potassium ions // Gen.Physiol.Biophys. 1995. - V.14. - P.369-381.

105. McDonough A.A., Thompson C.B., Youn J.H. Skeletal muscles regulates extracellular potassium // Am. J. Physiol. 2002. - V. 282 (Renal Physiol.).-F967-F974.

106. McGehee D.S., Role L.W. Physiological diversity of nicotinic acetylcholine receptors expressed by vertebrate neurons // Ann.Rev.Physiol. — 1995. V.57. - P.521-546.

107. Metzger J.M., K.B. Scheidt and R.N. Fitts Histochemicall and physiological of the rat diaphragm // J. Appl. Physiol. 1985. - V. 58, №4. - P. 1085-1091.

108. Mukhtarov M.R., Vyskocil F., Urazaev A.Kh., Nikolsky E.E. Non-quantal acetylcholine release is increased after nitric oxide synthase inhibition // Physiol.Res. 1999. - V.48. - P.315-317.

109. Nakazawa K., Fujimori K., Takanaka A., Inoue K. Comparison of ф, adenosine triphosphate- and nicotine-activated inward currents in ratphaeochromocytoma cells // J. Physiol. 1991. - V.434. - P.647-660.

110. Nikolsky E.E., Zemkova H., Voronin V.A., Vyskocil F. Role of non-quantal acetylcholine release in surplus polarization of mouse diaphragm fibres at the endplate zone // J.Physiol. 1994. - V.477, № 3. - P.497-502.

111. Noble D. Mechanism of action of therapeutic levels of cardiac glycosides // Cardiovasc. Res. 1980. - V.14. - P.495-514.

112. Paterson В., Nordberg A. Neuronal nicotinic receptors in the human brain // Progr. Neurobiol. 2000. - V.61. - P.75-111.

113. Pellerin L., Magistretti P.J. Glutamate uptake stimulates Na+,K+-ATPase activity in astrocytes via activation of a distinct subunit highly sensitive to ouabain // J.Neurochem. 1997. - V.69. - P.2132-2137.

114. Peper K., Bradley R.J., Dreyer F. The acetylcholine receptor at the neuromuscular junction // Physiol.Rev. 1982. - V.62, № 4. - P. 1271-1340.

115. Prince R.J., Sine S.M. Acetylcholine and epibatidine binding to Ъ muscle acetylcholine receptors distinguish between concerted and uncoupledmodels // J. Biol. Chem. 1999. -V.274. - P. 19623-19629.

116. Radzyukevich T.L., Moseley A.E., Shelly D.A., Redden G.A., Behbehani M.M., Lingrel J.B., Paul R.J., Heiny J.A. The Na,K-ATPase al subunit isoform modulates contractility in the perinatal mouse diaphragm // Am. J. Physiol.

117. Cell. Physiol.-2004.-V.287,№ 5.- C1300-C1310.

118. Reines А., Репа С., Rodriguez de Lores Arnaiz G. Kinetics of Na+, K+-ATPase inhibition by an endogenous modulator (II-A) // Neurochem.Res. -2000. V.25, №1. - P. 121-127.

119. Reyes R., Jaimovich E. Functional muscarinic receptors in cultured skeletal muscle //Arch.Biochem.Biophys. 1996. - V.331., № 1. - P.41-47.

120. Ryan S.E., Blanton M.P., Baenziger J.E. A conformational intermediate between the resting and desensitized states of the nicotinic acetylcholine receptor // J. Biol. Chem. 2001. - V. 276, № 7. - P.4796-4803.

121. Sanes J.R., Lichtman J.W. Development of the vertebrate neuromuscular junction // Annu. Rev. Neurosci. 1999. - V.22. - P.389-442.

122. Scheiner-Bobis G., Schoner W. A fresh facet for ouabain action // Nat. Med. 2001. - V.7. - P.1288-1289.

123. Schmalzing G., Ruhl K., Gloor S.M. Isoform-specific interactions of Na,K-ATPase subunits are mediated via extracellular domains and carbohydrates // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. - V. 94. - P.l 136-1141.

124. Schneider R., Wray V., Nimtz M„ Lehmann W.D., Kirch U., Antolovic R., Schoner W. Bovine adrenals contain, in addition to ouabain, a second inhibitor of the sodium pump // J.Biol.Chem. 1998. - V.273, № 3. - P. 784-792.

125. Schoner W. Endogenous cardiac glycosides, a new class of steroid hormones // Eur. J.Biochem. 2002. - V. 269. - P. 2440-2448.

126. Sejersted O.M., Sjogaard G. Dynamics and consequences of potassium shifts in skeletal muscle and heart during exercise // Physiol. Rev. 2000. -V. 80. -P.1411—1481.

127. Sine S.M., Taylor P. Local anesthetics and histrionicotoxin are allosteric inhibitors of the acetylcholine receptor. Studies of clonal muscle cells // J. Biol. Chem. 1982. - V.257, № 14. - P.8106-8114.

128. Skou J.C. The influence of some cations on an adenosine triphosphatase from peripherical nerves // Biochem. Biophys. Acta. 1957. — V. 23.-P.394^01.

129. Song X.Z., Pedersen S.E. Electrostatic interactions regulate desensitization of the nicotinic acetylcholine receptor // Biophys. J. 2000. - V. 78.- P. 1324-1334.

130. Stimers J.R., Lobaugh L.A., Liu S., Shigeto N. Lieberman M. Intracellular sodium affects ouabain interaction with the Na/K pump in cultured chick cardiac myocytes // J.Gen.Physiol. 1990. - V.95. - P.77-95.

131. Sweadner K.J. Isozymes of the Na+/K+-ATPase // Biochim. Biophys. Acta. 1989. - V.988. - P. 185-220.

132. Sweadner K.J. Na,K-ATPase and its isoforms / In: Neuroglia (eds. Kettenmann H., Ransom B.R.). Oxford University Press. - New York, Oxford. -1995. -P.259-272.

133. Tamura M., Landon E.J., Inagami T. Na+, K+ ATPase inhibitors in rat urine: origins and physiological significance // Clinic. Exp. Hypertens. - 1998. - V.20. - P.543-550.

134. Tao Q.F., Hollenberg N.K., Price D.A., Graves S.W. Sodium pump isoform specificity for the digitalis-like factor isolated from human peritoneal dialysate // Hypertension. 1997. - V.29. - P.815-821.

135. Thesleff S. Different kinds of acetylcholine release from the motor nerve // Int.Rev.Neurobiol. 1986. - V.28. - P.59-88.

136. Thomas R. Electrogenic sodium pump in nerve and muscle cells // Physiol.Rev. 1972. - V.52. - P.563-594.

137. Thompson C.B., Choi C., Youn J.H., McDonough A.A. Temporal responses of oxidative vs. glycolytic skeletal muscles to K+ deprivation: Na+ pumps and cell cations // Am.J.Physiol. 1999. - V.276 (Cell Physiol. 45). -C1411-C1419.

138. Thompson C.B., McDonough A.A. Skeletal muscle Na,K-ATPase a and P subunit protein levels respond to hypokalemic challenge with isoform and muscle type specificity // J.Biol.Chem. 1996. - V.271. - P.32653-32658.

139. Urazaev A., Naumenko N., Malomough A., Nikolsky E., Vyskocil F. Carbachol and acetylcholine delay the early postdenervation depolarization of muscle fibres through Ml-cholinergic receptors // Neuroscience Research. 2000.- V.37. P.255-263.

140. Urazaev A.Kh., Naumenko N.V., Poletaev G.I., Nikolsky E.E., Vyskocil F. Acetylcholine and carbachol prevent muscle depolarization in denervated rat diaphragm // NeuroReport 1997. - V.8, №2. - P.403-406.

141. Vizi E.S., Torok Т., Seregi A., Serfozo P., Adam-Visi V. Na+K+-activated ATP-ase and the release of acetylcholine and noradrenaline // J. Physiol.- 1982. V.78, № 4. - P.399-406.

142. Vyskocil F., De Gregorio F., Gorio A. The facilitating effect of gangliosides on the electrogenik (Na+/K+) pump and on the resistance of the membrane potential to hypoxia in neuromuscular preparation // Pflugers Arch. -1985.-V.403.-P.1-6.

143. Vyskocil F., Illes P. Non-quantal release of transmitter at mouse neuromuscular junction and its dependence on the activity of Na+K+-ATPase // Pflugers Arch. 1977. - V.370, № 3. - P.271-273.

144. Vyskocil F., Nikolsky E., Edwards C. An analysis of the mechanisms underlying the non-quantal release of acetylcholine at the mouse neuromuscular junction // Neurosci. 1983. - V.9, № 2. - P. 429-435.

145. Vyskocil F., Teisinger J., Dlouha H. Effect of acetylcholine, a-bungarotoxin, atropine and curare on biochemically and electrophysiologically estimated Na+K+-pump in the mouse diaphragm / Proceed. Czechoslovak Physiol. Society. -1979. -P.285-286.

146. Wessler I. Control of transmitter release from the motor nerve by presynaptic nicotinic and muscarinic autoreceptors // Trends Pharmacol. Sci. -1989.-V.10.-P.110-114.

147. Wessler I., Kilbinger H. Presynaptic nicotinic cholinoceptors mediate facilitation of acetylcholine release from the rat phrenic nerve / In: Cellular and molecular basis of cholinergic function. N.J., - 1987. - P.152-158.

148. Wilson G.G., Karlin A. Acetylcholine receptor channel structure in the resting, open, and desensitized states probed with the substituted-cysteine-accessibility method // PNAS. 2001. - V. 98. - P. 1241-1248.

149. Woo A.L., James P.F., Lingrel J.B. Sperm motility is dependent on a unique isoform of the Na,K-ATPase // J. Biol. Chem. 2000. - V. 275. - P. 20693-20699.

150. Xie Z., Askari A. Na /K -ATPase as a signal transducer // Eur. J. Biochem. 2002. - V.269. - P.2434-2439.

151. Zahler R., Sun W., Ardito Т., Zhang Z., Kocsis J.D., Kashgarian M. The a3 isoform protein of the Na+,K+-ATPase is associated with the sites of cardiac and neuromuscular impulse transmission // Circulation Res. 1996. - V. 78. - P.870-879.

152. Zolovick A.J., Norman R.L., Fedde M.R. Membrane constants of muscle fibers of rat diaphragm // Amer.J.Physiol. 1970. - V.219. - P.654-657.1. БЛАГОДАРНОСТИ

153. Также я глубоко признательна д-ру М.Г. Добрецову (Медицинский университет, Арканзас, США) за тесное и плодотворное научное сотрудничество.