Модуляция никотином электрогенного вклада изоформ Na,K-ATФазы в скелетной мышце крысы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.13, кандидат биологических наук Прокофьев, Александр Владимирович

• Прокофьев, Александр Владимирович
• кандидат биологических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Прокофьев, Александр Владимирович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.И

1.1. Никотиновый холинорецептор.

1.1.1. Никотиновый холинорецептор скелетной мышцы.

1.1.2. Молекулярное разнообразие никотиновых холинорецепторов.

1.1.3. Возможные пути модуляции никотинового холинорецептора.

1.1.4. Десенситизация никотинового холинорецептора.

1.1.5. Никотин и механизм никотиновой зависимости.

1.1.6. Хроническое влияние никотина на скелетную мышцу.

1.2. №,К-АТФаза.

1.2.1. №,К-АТФаза: строение и функциональная роль.

1.2.2. Электрогенный вклад Ка,К-АТФазы в мембранный потенциал покоя.

1.2.3. Изоформы субъединиц Ка,К-АТФазы.

1.2.4. Ыа,К-АТФаза и ее изоформы в скелетной мышце.

1.2.5. Сердечные гликозиды и эндогенные ингибиторы Ыа,К-АТФазы.

1.2.6. Холинергическая регуляция №,К-АТФазы в скелетной мышце.

1.2.7. Функциональная связь никотинового холинорецептора скелетной мышцы с Ыа,К-АТФазой.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Общая характеристика объекта.

2.2. Экспериментальная процедура и растворы.

2.3. Микроэлектродная регистрация.

2.4. Регистрация мышечных сокращений.

2.5. Хроническое введение никотина.

2.5.1. Метод локальной доставки никотина к скелетной мышце.

2.5.2. Хроническое введение никотина с питьевой водой.

2.6. Обработка результатов и применяемые вещества.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Острое действие никотина.

3.1.1. Действие никотина на МПП и параметры ПД мышечных волокон диафрагмы крысы.

3.1.2. Совместное действие на МПП мышечных волокон диафрагмы крысы никотина и специфических ингибиторов №,К-АТФазы.

3.1.3. Роль ионных токов через никотиновый холинорецептор в реализации гиперполяризующего эффекта никотина.

3.1.4. Действие никотина на возбудимость и сократительные характеристики диафрагмы крысы.

3.2. Хроническое действие никотина (локальная доставка к мышце с помощью силиконового геля).

3.2.1. Физиологическое тестирование образцов геля.

3.2.2. Влияние хронической локальной доставки никотина на электрогенез, возбудимость и динамику утомления камбаловидной мышцы крысы.

3.3. Хроническое действие на диафрагму крысы никотина, получаемого с питьевой водой.

3.3.1. Хроническое действие никотина на МПП мышечных волокон диафрагмы крысы.

3.3.2. Хроническое действие никотина на электрогенный вклад изоформ №,К-АТФазы.

3.3.3. Хроническое действие никотина на сократительные характеристики диафрагмы крысы.

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

5. ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модуляция никотином электрогенного вклада изоформ Na,K-ATФазы в скелетной мышце крысы»

Актуальность исследования. Никотиновые холинорецепторы (н-ХР) опосредуют в организме самые разнообразные эффекты нейромедиатора ацетилхолина (АХ). В ЦНС эти рецепторы участвуют во многих физиологических и поведенческих функциях (когнитивные процессы, память и обучение, нейрональное развитие, мозговой кровоток и метаболизм, формирование никотиновой зависимости и др.) (Jones et al., 1999; Paterson, Nordberg, 2000). В скелетной мышце н-ХР опосредуют синаптическую передачу сигнала от двигательного нерва к мышце.

Одним из физиологически активных компонентов табака является алкалоид никотин — специфический экзогенный лиганд н-ХР. Поскольку н-ХР регулируют нейрональную активность в структурах мозга, относящихся к системе естественного подкрепления, которая ответственна за формирование зависимости не только к никотину, но и к другим наркотикам (кокаин, амфетамин, морфин и др.) (Pierce et al., 2006), основное внимание исследователей во всем мире сосредоточено на роли никотина именно в ЦНС. Что касается скелетной мускулатуры, содержащей большой пул н-ХР, -потенциальных мишеней циркулирующего никотина, то имеются лишь единичные работы о влиянии хронической никотинизации на скелетные мышцы (Larsson et al., 1988; Price et al., 2003). Концентрация циркулирующего никотина при курении табака составляет порядка ста наномолей (Lester, Dani, 1995; Benowitz et al., 1997; Dani, De Biasi, 2001). He известно, вызывает ли этот никотин какие-то изменения на уровне молекулярно-клеточных процессов, обеспечивающих электрогенез, возбудимость, сократимость и работоспособность скелетной мышцы. В частности, нет данных о влиянии наномолярных концентраций никотина на критически важный для функционирования скелетной мышцы фермент — №,К-АТФазу, хотя известно о возможности холинергической модуляции этого белка (Кривой и др., 2004; 2006; Dlouha et al., 1979; Vyskocil et al., 1983; Nikolsky et al., 1994; Henning et al., 1994; Kragenbrink et al., 1996; Wang et al., 1994; Krivoi et al., 2006).

Иа,К-АТФаза поддерживает трансмембранные градиенты Na+ и К+ за счет активного транспорта этих ионов, что обеспечивает мембранный потенциал и возбудимость, а также ряд других важных транспортных механизмов клетки. Каталитическая а-субъединица Na,K-ATOa3bi экспрессируется в виде четырех изоформ (al - a4). По ряду данных основную насосную функцию в клетке выполняет изоформа al, тогда как прочие являются регуляторными (Mobasheri et al., 2000; Lopina, 2001; Mijatovic et al. 2007). В возбудимых клетках экспрессируются al-, a2- и a3-изоформы Na,K-ATOa3bi, в скелетных мышечных волокнах - al- и а2-изоформы (Lavoie et al., 1997; McDonough et al., 2002).

Имеются данные о негативном хроническом влиянии никотина на экспрессию а2-изоформы 1Ма,К-АТФазы в мозге крысы (Wang et al., 1994). Множество данных свидетельствуют о влиянии холиномиметиков на активность и индукцию №,К-АТФазы в зрелой скелетной мышце и в культуре скелетных мышечных клеток (Vyskocil et al., 1983; Henning et al., 1994; Nikolsky et al., 1994; Kragenbrink et al., 1996). Установлено, что АХ в наномолярном диапазоне концентраций активирует Na,K-ATOa3y, вызывая гиперполяризацию скелетных мышечных волокон (Vyskocil et al., 1983; Nikolsky et al., 1994), причем за счет увеличения электрогенной активности ее а2-изоформы (Кривой и др., 2006; Krivoi et al., 2006). Показано, что гиперполяризацию мышечных волокон вызывает и никотин в концентрации 100 нмоль/л (Krivoi et al., 2006), однако, как влияет при этом никотин на электрогенную активность №,К-АТФазы и ее изоформ неизвестно.

В целом, в данный момент вопрос об остром и хроническом влиянии никотина в наномолярных концентрациях, сопоставимых с уровнем циркулирующего никотина у курильщиков табака, на Ка,К-АТФазу и ее изоформы в скелетной мышце, а также электрогенез и работоспособность скелетной мускулатуры не изучен.

Цель работы: исследование влияния никотина в наномолярном диапазоне концентраций на электрогенную активность изоформ ИаДО АТФазы и электрогенез скелетной мышцы.

Задачи исследования:

1) Провести анализ гиперполяризующего эффекта никотина в скелетной мышце крысы, включающий изучение действия специфических блокаторов Ка,К-АТФазы, динамики развития эффекта и роли ионных токов через каналы н-ХР в его реализации.

2) Используя фармакологический подход с применением специфического блокатора Ка,К-АТФазы уабаина сравнить влияние острого и хронического действия никотина в наномолярном диапазоне концентраций на электрогенные вклады уабаин-чувствительной (а2) и уабаин-резистентной (а1) изоформ Ка,К-АТФазы.

3) Провести сравнительный анализ хронического действия никотина в микромолярной концентрации при его локальной аппликации к мышце с помощью силиконовых имплантантов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Никотин (100 нмоль/л) при остром действии вызывает гиперполяризацию мышечных волокон скелетной мышцы крысы величиной около 4 мВ за счет селективного увеличения электрогенного вклада ос2-изоформы Ыа,К-АТФазы. Ионные токи через каналы н-ХР не являются фактором развития гиперполяризации, вызываемой никотином.

2. Локальная доставка никотина с помощью силиконовых имплантантов в течение 3-х суток приводит к деполяризации скелетных мышечных волокон, что подтверждает возможность хронических изменений в скелетной мышце при длительном воздействии на нее никотина

3. Хроническое введение никотина крысам в течение 3 — 4.5 недель с помощью питьевой воды приводит к деполяризации мышечных волокон скелетной мышцы за счет существенного снижения электрогенного вклада а1-изоформы №,К-АТФазы при незначительном увеличении вклада а2-изоформы.

Научная новизна. Впервые установлено, что никотин, добавляемый в раствор в концентрации 100 нмоль/л, вызывает гиперполяризацию мышечных волокон изолированной скелетной мышцы крысы. Установлено, что причиной гиперполяризации является селективное увеличение электрогенной активности уабаин-чувствительной а2-изоформы №,К-АТФазы без изменения электрогенной активности уабаин-резистентной а1-изоформы. Показано, что проадифен — неконкурентный блокатор открытого ионного канала н-ХР, не влияет на величину гиперполяризации, вызываемой 100 нмоль/л никотина, что свидетельствует о развитии этого эффекта и в условиях блокады ионных токов через каналы н-ХР. Установлено, что вызываемое никотином увеличение электрогенного вклада №,К-АТФазы не является следствием изменения входного сопротивления мембраны мышечных волокон. Впервые использован метод локальной доставки никотина к скелетной мышце с применением нетоксичных силиконовых имплантантов, содержащих никотин. Установлено, что никотин в микромолярном диапазоне концентраций при локальной доставке к камбаловидной мышце крысы в течение 3-х суток вызывает долговременную деполяризацию мышечных волокон. Впервые в условиях моделирования формирования никотиновой зависимости у крыс, хронически (в течение 3 -4.5 недель) получавших никотин с питьевой водой, обнаружено снижение мембранного потенциала покоя (МПП) волокон диафрагмальной мышцы преимущественно за счет уменьшения электрогенного вклада а1-изоформы

NaJv-АТФазы, при незначительном увеличении электрогенного вклада а2-изоформы.

Практическая значимость работы. Полученные данные свидетельствуют об изоформ-специфическом участии Ыа,К-АТФазы в регуляции электрогенеза скелетной мышцы крысы никотином в наномолярном диапазоне концентраций, что раскрывает новый механизм модуляции скелетной мускулатуры циркулирующими холинергическими лигандами. Эти знания важны для более глубокого понимания механизмов побочных эффектов применяемых в клинике антихолинэстеразных препаратов (используемых как стимуляторы памяти, при лечении ряда нейродегенеративных расстройств, миастении и др.)3 для выявления новых механизмов никотиновой интоксикации при табакокурении.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Российской медико-биологической конференции "Человек и его здоровье" (Санкт-Петербург, 2004); Всероссийской школе "Актуальные проблемы нейробиологии" (Казань, 2005); PENS Summer Course "Contemporary problems of Neurobiology: Molecular mechanisms of synaptic plasticity" (Kazan, Russia, 2007); 3rd HBGS Student Council Symposium "Cell Structure and Organelles" (Helsinki, Finland, 2008); International Symposium "Biological Motility: Basic Research and Practice" (Pushchino, Russia, 2008); 12th International ATPase Conference "Na, K-ATPase and Related Transport ATPases of P-type: Structures, Mechanisms, and Roles in Health and Disease" (Arhus, Denmark, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, из них 4 статьи в рецензируемых изданиях.

Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 118 страниц состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования, обсуждения, выводов и списка

Заключение диссертации по теме «Физиология», Прокофьев, Александр Владимирович

5. ВЫВОДЫ

1. Добавление никотина (100 нмоль/л) в раствор вызывало гиперполяризацию мышечных волокон диафрагмы крысы величиной 4.4 ± 0.7 мВ (р < 0.01). Эффект блокировался специфическими ингибиторами Ыа,К-АТФазы уабаином (50 нмоль/л) или маринобуфагенином (2 нмоль/л), что свидетельствует о вовлечении в его реализацию Ыа,К-АТФазы.

2. Никотин или АХ (100 нмоль/л) вызывали начальную деполяризацию волокон камбаловидной мышцы крысы, сменяемую гиперполяризацией величиной до 4 мВ (р < 0.01). На фоне проадифена (5 мкмоль/л), блокатора открытого канала н-ХР, деполяризация отсутствовала при сохранении фазы гиперполяризации. Данные свидетельствуют о том, что ионные токи через открытые каналы н-ХР не являются причиной гиперполяризации мышечных волокон при действии никотина или АХ.

3. Вызываемая никотином (100 нмоль/л) при его остром действии гиперполяризация обусловлена увеличением электрогенного вклада уабаин-чувствительной а2-изоформы Ыа,К-АТФазы без изменения вклада уабаин-резистентной а1-изоформы. Никотин вызывал снижение входного сопротивления мышечных волокон диафрагмальной мышцы на 22 %, этот эффект отсутствовал на фоне проадифена (5 мкмоль/л). Следовательно, изменение входного сопротивления мышечных волокон не могло быть причиной вызываемого никотином увеличения электрогенного вклада Ыа,К-АТФазы.

4. Никотин в микромолярной концентрации при локальной аппликации к камбаловидной мышце крысы в течение 3-х суток с помощью силиконовых имплантантов вызывал хроническую деполяризацию мышечных волокон на 2.4 ± 0.3 мВ (р < 0.01), что свидетельствует о прямом модулирующем влиянии никотина на электрогенез скелетных мышечных волокон.

5. Поддержание наномолярного уровня циркулирующего никотина при его введении крысам в течение 3 — 4.5 недель с помощью питьевой воды вызывало хроническую деполяризацию мышечных волокон диафрагмальной мышцы на 3.1 ± 0.4 мВ (р < 0.01). Основные параметры, определяющие формирование потенциала покоя мембраны в отсутствие активного транспорта и К+, при этом не изменялись. Деполяризация обусловлена существенным снижением электрогенного вклада а1-изоформы №,К-АТФазы при незначительном увеличении вклада а2-изоформы.

6. Никотин в наномолярном диапазоне концентраций по-разному модулирует электрогенные вклады изоформ Ка,К-АТФазы в скелетной мышце крысы в зависимости от продолжительности его действия и способа его применения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Прокофьев, Александр Владимирович, 2009 год

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

2. Веренинов A.A., Марахова И.И. Транспорт ионов у клеток в культуре. Л.: Наука. 1986. - 292 с.

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

4. Гранит Р. Основы регуляции движений: Пер. с англ. М.: 1973. -289 с.

5. Драбкина Т.М., Кривой И.И. От разнообразия молекулярных форм к функциональной специализации олигомерных белков. Никотиновый холинорецептор, ацетилхолинэстераза и Na+,K+-AT<Da3a // Цитология. 2004. -Т. 46, №2.-С. 89-104.

6. Жуковский А.Н., Бродский А.К., Славинский Д.А. Природа и общество в цифрах на пороге нового тысячелетия. — СПб. 2004. — 66 с.

7. Кривой И.И., Драбкина Т.М., Васильев А.Н., Кравцова В.В. О роли уабаин-чувствительной а2 изоформы №+,К+-АТФазы в скелетной мышце крысы // Биол. мембраны. 2006 а. — Т. 23. № 2. — С. 139-147.

8. Крутецкая З.И., Лебедев O.E., Курилова Л.С. Механизмы внутриклеточной сигнализации. СПб.: Изд-во СПбГУ. — 2003. - 208 с.

9. Крылов Б.В., Дербенев A.B., Подзорова С.А., Людыно М.И., Кузьмин A.B., Изварина Н.Л. Морфин уменьшает чувствительность к потенциалу медленных натриевых каналов // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1999. - Т. 85. - С. 225-236.

10. Марахова И.И. Ионный транспорт и пролиферация клеток // Цитология. 1991. - Т. 33, № 11. - С. 67-77.

11. Ноздрачев А.Д., Поляков Е.Л. Анатомия крысы. СПб.: Изд. «Лань».-2001.-464 с.

12. Николе Дж. Г., Мартин Ф.Р., Валлас Б. Дж. и др. От нейрона к мозгу. М.: УРСС, 2003. - 672 с.

13. Первис Р. Микроэлектродные методы внутриклеточной регистрации и ионофореза. М.: Мир, 1983. — 208 с.

14. Прозоровский В.Б., Скопичев В.Г. Морфологические изменения эритроцитов мышей и крыс при воздействии фосфорорганических ингибиторов холинэстераз // Бюлл. эксперим. биол. и мед. 1993. - Т. 115, №4. - С. 443-445.

15. Скок В.И., Селянко А.А., Деркач В.А. 1987. Нейрональные холинорецепторы. — М.: Наука. 1987. — 343 с.

16. Скопичев В.Г., Прозоровский В.Б., Медведева С.В. Участие дистантного холинергического механизма в реакциях сосудистого русла на интоксикацию фосфорорганическими ингибиторами холинэстераз // Морфология. 2000. - Т. 118, № 4. - С. 66-69.

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

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

19. Чухловина M.JI. Миастения. Руководство по детской неврологии, (под ред. В.И. Гузевой). СПб.: Фолиант. - 1997. - 434-438 с.

20. Шмерлинг М.Д., Филюшина Е.Е., Бузуева И.И., Гребнева O.JL, 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.

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

22. Akk G., Auerbach A. Activation of muscle nicotinic acetylcholine receptor channels by nicotinic and muscarinic agonists // Br. J. Pharmacol. 1999. -V. 128.-P. 1467-1476.

23. Allard В., Bernengo J.C., Rougier O., Jacquemond V. Intracellular Ca2+ changes and Ca2+-activated K+ channel activation induced by acetylcholine atthe endplate of mouse skeletal muscle fibres // J. Physiol. 1996. - V. 494. - P. 337-349.

24. 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.

25. 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.

26. Benowitz N.L., Zevin S., Jacob P. Sources of variability in nicotine and cotinine levels with use of nicotine nasal spray, transdermal nicotine, and cigarette smoking // Br. J. Clin. Pharmacol. 1997. - V. 43. - P.259-267.

27. Biser P.S., Thayne K.A., Fleming W.W. et al. Na,K-ATPase a-subunit isoform distribution and abundance in guinea-pig longitudinal muscle/myenteric plexus after exposure to morphine // Brain Res. 2002. - V.931. - P. 186-193.

28. 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.

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

30. Blaustein M.P., Golovina V.A. Structural complexity and functional diversity of endoplasmic reticulum Ca2+ stores // Trends Neurosci. 2001. - V. 24. -P. 602-608.

31. Boyd N.D. Two distinct kinetic phases of desensiti-zation of acetylcholine receptors of clonal rat pcl2 cells // J. Physiol. 1987. - V. 389. - P. 45- 67.

32. Briggs C.A., Mckenna, D.G. Activation and inhibition of the human a7 nicotinic acetylcholine receptor by agonists // Neuropharmacology. 1998. — V. 37.-P. 1095-1102.

33. Carr C., Fischbach G.D., Cohen J.B. A novel 87,000-Mr protein associated with acetylcholine receptors "in Torpedo electric organ and vertebrate skeletal muscle // J. Cell Biol. 1989. -V. 109. - P. 1753-1764.

34. Changeux J., Edelstein S.J. Allosteric mechanisms in normal and pathological nicotinic acetylcholine1 receptors // Curr. Opin. Neurobiol. — 2001. — V. 11.-P. 369-377.

35. Chen Z., White M. Forskolin Modulates Acetylcholine Receptor Gating by Interacting with the Small Extracellular Loop Between the M2 and M3 Transmembrane Domains // Cellular and Molecular Neurobiology. 2000. — V. 20.-P. 569-577.

36. Clausen T. Long- and short-term regulation of the Na+-K+ pump in skeletal®muscle // News Physiol. Sci. 1996. - V. 11. - P. 24-30.

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

38. Clausen T. Na+-K+ pump regulation and skeletal muscle contractility // Physiol. Rev. -2003. V.83. - P. 1269-1324.

39. Clausen T. Role of Na ,IC -pumps and transmembrane Na+,K+ distribution in muscle function // Acta Physiol. 2008. - V. 192. - P. 339-349

40. Connold A.L., Greensmith L., Tyc F., Vrbova G. A simple method for local delivery of various substances to. the rat neuromuscular system // Brain Research Protocols. 1997. - V. 1. - P. 79 - 82.

41. 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: oco correlates with t-tubule formation // Eur. J. Physiol. — 2002. V. 445. -P. 123-131.

42. Curtis L., Buisson B., Bertrand S., Bertrand D. Potentiation of human alpha4beta2 neuronal nicotinic acetylcholine receptor by estradiol // Mol. Pharmacol. -2002. V. 61.-P. 127-135. ,

43. Dani J.A., De Biasi M: Cellular mechanisms of nicotine addiction // Pharmacol. Biochem. Behavior. 2001. - V. 70. - P. 439-446.

44. Dani J.A., Heinemann S. Molecular and cellular aspects of nicotine abuse // Neuron. 1996. - V. 16. - P. 905- 908.

45. 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.

46. Dehkordi O., Millis R.M., Dennis G.C., Coleman B.R., Johnson S.M., Changizi L., Ovid Trouth C. Alpha-7 and 'alpha-4 nicotinic receptor! subunit immunoreactivity in genioglossus muscle motoneurons // Respir. Physiol. Neurobiol.-2005.-V. 145.-P. 153-61.

47. Dezaki K., Tsuneki H., Kimura I. Methyllycaconitine-sensitive neuronal nicotinic receptor-operated slow Ca2+signal by local application or perfusion of ACh at the mouse neuromuscular junction // Neurosci. Res. 1999. -V. 33.-P. 17-24.

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

49. Dobretsov M., Hastings S.L., Sims T.J., Stimers J.R., Romanovsky D. Stretch receptor-associated expression of a3 isoform of the Na+,K+-ATPase in rat peripheral nervous system //Neurosci. 2003. -V. 116. - P. 1069-1080.

50. Dobretsov M., Stimers J.R. Neuronal function and alpha3 isoform of the Na/K-ATPase // Front. Biosci. 2005. - V. 10. - P. 2373-2396.

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

52. Fenster C.P., Beckman M.L., Parker J.C., Sheffield E.B., Whitworth T.L., Quick M.W., Lester R.A. Regulation of alpha4beta2 nicotinic receptor desensitization by calcium and protein kinase C // Mol. Pharmacol. 1999. - V. 55.-P. 432-443.

53. Garbus I., Bouzat C., Ban-antes F.J. Steroids differentially inhibit the nicotinic acetylcholine receptor // Neuroreport. V. - 12. - P. 227-231.

54. 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.

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

56. Golden W.G., Martin L.J. Low-dose ouabain protects against excitotoxic apoptosis and up-regulates nuclear BCL-2 in vivo // Neurosci. 2006.- V.137. -P.133—144.

57. Gooz-M., Toth-M., VakkurifO. et al: Endogenous ouabain-like factor (OLF) secretion is modulated by nicotinic mechanisms in rat adrenocortical cells // Life Sci. 2004. - V.74, №17. - P.2111-21-28.

58. Gorman A., Marmor M. Steady-state1 contribution of the sodium pump to the resting potention of a molluscan neurone // J. Physiol. 1974. - V.242. - P. 35-48.

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

60. 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.'

61. Hartford A.K., Messer M.L., Moseley A.E., Lingrel J.B1., Delamere N.A. Na,K—ATPase a2 inhibition alters calcium responses in optic nerve astrocytes // Glia. 2004. - V. 45. - P. 229-237.

62. Hazelwood L.A., Free R.B., Cabrera D.M., Skinbjerg-M., Sibley D.R. Reciprocal modulation of function between the D1 and D2 dopamine receptors and1 the Na+,K+-ATPase // J. Biol. Chem. November 4, 2008, Manuscript M805520200.

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

64. Henning R.H., Nelemans S.A., van» den Akker J. et al. 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.

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

66. Hsiao B., Dweck D., Luetje C.W. Subunit-dependent modulation of neuronal nicotinic receptors by zinc // J. Neurosci. — 2001. — V. 21. — P. 1848 — 1856.

67. Huganir R.L. Regulation of the nicotinic acetylcholine receptor by serine and tyrosine protein kinases // Adv. Exp. Med. Biol. 1991. - V. - 278. - P. 279-294.

68. Hundal H.S., Marette-A., Ramlal T., Liu Z., Klip A. Expression of (3 subunit isoforms of the Na+,K+-ATPase is muscle type-specific // FEBS Lett. -1993. V. 328. - P. 253-258.

69. James P.F., Grupp I.L., Grupp G., et al. Identification of a specific role for the Na,K-ATPase alpha 2 isoform as a regulator of calcium in the heart // Mol. Cell. 1999. - V.3. -P.555-563.

70. Jaworski A., Burden S.J. Neuromuscular synapse formation in mice lacking motor-neuron and skeletal- muscle-derived neuregelin-1 // J. Neurosci. -2006. V. - 26. - P. 655-661.

71. Jones S., Sterling S., Jerrel L.Y. Nicotinic receptors in the brain: correlating physiology with function// Trends Neurosci. 1999. - V.22. - P.555-561.

72. Karlin, A. On the application of "a plausible model" of allosteric proteins to the receptor for acetylcholine // J. Theor. Biol. 1967. - V. 16. - P. 306-320.

73. Karlin A. Emerging structure of the nicotinic acetylcholine receptors // Nat. Rev. Neurosci. 2002. - V. 3. - P. 102- 114.

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

75. Katz B., Thesleff S. A study of the desensitization produced by acetylcholine at the motor end-plate // J. Physiol. 1957. - V. 138, №1. - P. 6380.

76. Koenen M., Peter C., Villaroel A., Witzemann V., Sakmann B. Acetylcholine receptor channel subtype directs the innervation pattern of skeletal muscle // EMBO Reports. 2005. - V. 6. - P. 570-576.

77. Kong J.-Q., Leedham J.A., Taylor D.A., Fleming W.W. Evidence that tolerance and dependence of guinea pig myenteric neurons to opioids is a function of altered electrogenic sodium-potassium» pumping // J. Pharmacol. Exp. Ther. -1997.-V. 280.-P. 593-599.

78. 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, № 3. - P. 219-223.

79. Kristensen M., Rasmussen M.K., Juel C. Na+-K+ pump location and translocation during muscle contraction in rat skeletal muscle // Pflugers Arch. — Eur. J. Physiol. 2008. - DOI 10.1007/s00424-008-0449-x.

80. Krivoi I.I., Drabkina T.M., Kravtsova V.V., Vasiliev A.N., Eaton M.J., Skatchkov S.N., Mandel F. On the functional interaction between nicotinicacetylcholine receptor and Na,K-ATPase // Pflug. Archiv Eur. J. Physiol. - 2006. - V.452, №6. - P.756-765.

81. Larsson L., Orlander J. Skeletal muscle morphology, metabolism and function in smokers and non-smokers. A study on smoking discordant monozygous twins. // Acta Physiol. Scand. 1984. - V. 10. - P. 343-352.

82. Larsson L., Orlander J., Ansved T. Effects of chronic nicotine exposure on contractile enzyme-histochemical and biochemical properties of fastand slow-twitch muscles in the rat//Acta Physiol. Scand. 1988. - V.134. - P.519-527.

83. Lavoie L., Levenson R., Martin-Vasallo P., Klip A. The molar ratios of a and (3 subunits of the Na+-K+-ATPase differ in distinct subcellular membranes from rat skeletal muscle // Biochem. 1997. - V. 36. - P. 7726-7732.

84. Le Novere N., Grutter T., Changeux J.-P. Models of the extracellular domain of the nicotinic receptors and of agonist- and Ca~ -binding sites. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. - V.99. -P. 3210-3215.

85. Lester R.A., Dani J.A. Acetylcholine receptor desensitization induced by nicotine in rat medial habenula neurons // J. Neurophysiol. 1995. - V. 74. - P. 195-206.

86. Lichtstein D., Rosen H. Endogenous digitalis-like Na,K-ATPase inhibitors, and brain function // Neurochem. Res. 2001. - V. 26, № 8/9. - P. 971978.

87. Lopina O.D. Interaction of Na,K-ATPase catalytic subunit with cellular proteins and other endogenous regulators // Biochemistry (Moscow). -2001.-V. 6.-P. 1122-1131.

88. Luetje C.W., Patrick J.P. Both-and-subunits contribute to the agonist sensitivity of neuronal nicotinic acetylcholine receptors // J. Neurosci. 1991. - V. 11.-P. 837-845.

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

90. 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.

91. Marques M.J., Pertille A., Carvalho C.L.T., Neto H.S. Acetylcholine receptor organization at the dystrophic extraocular muscle neuromuscular junction // Anatom. Record. 2007. - V. 290. - P. 846-854.

92. 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.

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

94. 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.

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

96. Mishina M., Takai T., Imoto K., Noda M., Takahashi T., Numa S., Methfessel C., Sakmann B. Molecular distinction between fetal' and adult forms of muscle acetylcholine receptor//Nature. 1986. -V. 321. - P. 406-411.

97. Missias A.C., Chu G.C., Klocke B.J., Sanes J.R., Merlie J.P. Maturation of the acetylcholine receptor in skeletal muscle: regulation of the AChR c-to-e switch // Dev. Biol. 1996. - V. 179. - P. 223-238.

98. Monod, J., Wyman, J., Changeux, J.P. On the nature of allosteric transitions: a plausible model // J. Mol. Biol. V. 12. - P. 88-118.

99. Mwenifumbo J. C., Sellers E. M., Tyndale R. F. Nicotine metabolism and CYP2A6 activity in a population of black African descent: Impact of gender and light smoking // Drug Alcohol Depend. 2007. - V. 89, № 1. - P. 24-33.

100. 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.

101. Nisell M., Nomikes G.G., Chergui K., Grillner P., Svensson T.H. Chronic nicotine enhances basal and nicotine-induced Fos immunoreactivity preferentially in the medial prefrontal cortex of the rat // Neuropsychopharmacol. -1997. -V. 17. — P. 151-161.

102. Nishizaki T., Sumikawa K. Effects of PKC and PKA phosphorylation on desensitization of nicotinic acetylcholine receptors // Brain Res. 1998. - V. 812.-P. 242-245.

103. Paradiso K., Zhang J., Steinbach J.H. The C terminus of the human nicotinic alpha4beta2 receptor forms a binding site required for potentiation by an estrogenic steroid//J. Neurosci.-2001.-V. 21.-P. 6561-6568.

104. Parton R.G., Simons K. The multiple faces of caveolae // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2007. - V. 8. - P. - 185-194.

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

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

107. Pidoplichko V.I., Noguchi J., Areola O.O., Liang Y., Peterson J., Zhang T., Dani J.A. Nicotinic cholinergic synaptic mechanisms in the ventral tegmental area contribute to nicotine addiction // Leam Mem. 2004. - V. 11, № l.-P. 60-69.

108. Pidoplichko V.I., De Biasi M., Williams, J.T. Dani J.A. // Nicotine activates and desensitizes midbrain dopamine neurons // Nature. — 1997. V.390. -P. 401-404.

109. Price T.B., Krishnan-Sarin S., Rothman D.L. Smoking impairs muscle recovery from exercise // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2003. - V.285. -P.l 16-122.

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

111. Raftery M.A., Hunkapiller M.W., Strader C.D., Hood L.E. Acetylcholine receptor: complex of homologous subunits // Science. 1980. — V. 208.-P. 1454-1456i

112. Reitstetter R., Lukas R.J., Gruener R. Dependence of nicotinic acetylcholine receptor recovery from desensitization on the duration of agonist exposure // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1999. - V. 289. - P. 656-660.

113. Rowell P.P., Duggan D.S. Long-lasting inactivation of nicotinic receptor function in vitro by treatment with high concentrations of nicotine // Neuropharmacology. 1998. - V. 37. - P. 103-111.

114. 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.4796^803.

115. Qu Z.C., Moritz E., Huganir R.L. Regulation of tyrosine phosphorylation of the nicotinic acetylcholine receptor at the rat neuromuscular junction // Neuron. 1990. V. 4. - P. 367-378.

116. Quick M.W., Lester R.A. Desensitization of neuronal, nicotinic receptors // J. Neurobiol. 2002. - V. 53. - P. 457-478.

117. Salamone F., Zhou M. Aberrations in nicotinic acetylcholine receptor structure, function, and expressions: implications in disease // MJM. 2000. — V. 5.-P. 90-97.

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

119. 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.

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

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

122. Schoner W., Scheiner-Bobis G. Endogenous and Exogenous Cardiac Glycosides and their Mechanisms of Action// Am. J. Cardiovasc. Drugs. 2007. -V.7, № 3. - P. 173-189.

123. 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.

124. Shallom J.M., Katyare S.S. Altered synaptosomal ATPase activity in rat brain following prolonged in vivo treatment with nicotine // Biochem. Pharmacol. 1985. -V. 34, № 19. - P. 3445-3449.

125. Sharma G., Vijayaraghavan; S. Nicotinic cholinergic signaling, in hippocampal astrocytes involves calcium-induced calcium release fromintracellular stores // Proc. Natl. Acad. Sci. 2001. - V. 98. - P. 4148-4153.

126. Simasko S.M., Soares J.R., Weiland G.A. Two components of carbamylcholine-induced loss of nicotinic acetylcholine receptor function in the neuronal cell line PCI2 // Mol. Pharmacol. 1986. - V. 30. - P. 6-12.

127. Skou J.C. The influence of some cations on an adenosine triphosphatase from peripherical nerves // Biochem. Biophys. Acta. 1957. - V. 23.-P. 394^401.

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

129. Sparks J.A., Pauly J.R. Effects of continuous oral nicotine administration on brain nicotinic receptors and responsiveness to nicotine in C57B1/6 mice// Psychopharmacology. 1999. - V. 141. - P. 145-153.

130. 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.

131. Tanaki H., Klink R., Lena C., Korn H., Changeux J.-P. Calcium mobilization elicited by two types of nicotinic acetylcholine receptors in mouse substantia nigra pars compacta // Eur. J. Neurosci. 2000. - V. 12. - P. 24752485.

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

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

134. 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. - P. 1411-1419:

135. Thompson C.B., Dorup I., Ahn J., Leong P.K.K., McDonough A.A. Glucocorticoids increase sodium pump a2- and prsubunit abundance and mRNA in rat skeletal muscle // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2001. - V. 280. - C509-C516.

136. 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.

137. Tribollet E., Bertrand D., Raggenbass M. Role of neuronal nicotinic receptors in the transmission and processing of information in neurons of the central nervous system // Pharmacol. Biochem. Behav. 2001. - V. 70. - P. 457466.

138. Vincent A., Newland C., Croxen'R., Beeson D. Genes at the junction candidates for congenital myasthenic syndromes // Trends Neurosci. - 1997. - V. 20.-P. 15-22.

139. 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.

140. Wagner K., Edson K., Heginbotham L., Post M., Huganir R.L., Czernik A.J. Determination of the tyrosinephosphorylation sites of the nicotinic acetylcholine receptor // J. Biol. Chem. 1991. - V. 266. - P. 23784-23789.

141. Wang L., McComb J.G., Weiss M.H. et al. Nicotine downregulates a2 isoform of Na,K-ATPase at the blood-brain barrier and brain in rats // Biochem. Biophys. Res. Commun.- 1994.- V. 199. -P. 1422-1427.

142. Wang H., Sun X. Desensitized nicotinic receptors in brain // Brain Research Reviews. 2005. - V. 48. - P. 420- 437.

143. Willmann R., Fuhrer C. Neuromuscular synaptogenesis: clustering of acetylcholine receptors revisited // Cell. Mol. Life. Sci. 2002. - V. 59. - P. 12961316.

144. 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.

145. Witzemann V., Barg B., Nishikawa Y., Sakmann B., Numa S. Differential regulation of muscle acetylcholine receptor gamma- and epsilon-subunit mRNAs // FEBS Lett. 1987. - V. 223. - P. 104-112.

146. 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.

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

148. Xie Z., Cai T. Na+-K+-ATPase-mediated signal transduction: from protein interaction to cellular function // Mol. Interv. 2003. - V. 3. - P. 157-168.

149. Zahler R., Sun W., Ardito T., 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.

150. Zhang X., Gong Z.H., Hellstrom-Lindahl E., Nordberg A., Regulation of alpha-4 beta-2 nicotinic acetylcholine receptors in M10 cells following treatment with nicotinic agents //NeuroReport. 1995. - V. 6. - P. 313-317.

151. 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.