CC BY
146
Раздел I.
БИОЛОГИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ. ФИЗИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОРГАНОВ И СИСТЕМ ЧЕЛОВЕКА
УДК 616.12-008.9
ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ №+-Са2+ ОБМЕНА ОТ ВНЕКЛЕТОЧНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ НАТРИЯ И КАЛИЯ В ИЗОЛИРОВАННОМ СЕРДЦЕ КРЫСЫ
В.В. АЛАБОВСКИЙ, А.А. ВИНОКУРОВ, О.В., БАШАРИНА,
О.В. МАСЛОВ, В.В. ХАМБУРОВ, В.Н. ЗОЛОТУХИНА, Л.И. ПОПОВА*
Статья посвящена исследованиям кинетики натрий-зависимого поглощения Са2+ в изолированном сердце крысы, а также влияние на
этотпроцесс внеклеточного уровня калия.
Ключевые слова: сердце, натрий-кальциевый обмен, ионы натрия,
ионы калия, коэффициент Хилла, ионы кальция.
Во время электрического возбуждения сердца, инициируемого ионами натрия, возрастает их концентрация во внутреннем-примембранномслое. Снижение трансмембранного градиента натриясопровождаетсяобменомионов натрияна внеклеточные ионы Са2+(Ка+-Са2+обмен) с помощью транспортного белкового переносчика [1].
Причем чем больше ионов натрия поступает в клетки, тем больше ионов кальцияобменивается на ионы натрия.
Такой же эффект достигается и при снижении внеклеточного уровня натрия. Конкурируя за места связывания с переносчиком, ионы кальция поступают внутрь кардиомиоцитов, усиливая тем самым сократительную активность сердца. Регистрацияпро-цесса накопления Са2+ внутри клеток, демонстрирует лаг-период, то есть запаздывание ответной реакции Ка+-Са2+ обмена на снижение внеклеточной концентрации Ка+ [2]. В этой связи предпо-лагаетсяналичие аллостерической модуляции обменника или периода аккумуляции Са2+ митохондриями и саркоплазматиче-ским ретикулумом.
Считаетсячто особо важную роль Ка+-Са2+ обмен выполняет при выведении избытка кальция из кардиомиоцитов во время диастолы. Вслед за потенциалом действия, в фазе реполяриза-циинатрийвыводится из клеток с помощью Ка+,К+-насоса. Сни-жениеконцентрация натрия во внутреннем примембранномслое приводит к обращению обмена - натрий начинает входить в клетку с помощью Ка+-Са2+обменника в обмен наСа2+ [1].
Известно, что обменниксодержит938 остатковаминокис-лот.Мембранносвязанные сегменты 1, 2, 4, 10 имеют в своем составе большое количество гидрофильных группировок, что предполагает их возможное участие в механизмах ионного транспорта [3]. Удаление центрального гидрофильного домена путём протеолиза или мутации устраняет регуляторную модуляцию активности обменника [4]. Внутри центрального участка гидрофильного конца полипептидной цепи имеется фрагмент обменника, осуществляю-щийрегуляцию связывания Са2+доменом [5].
Важноотметить, что в последних исследованиях кинетики Ка+-Са2+ обмена обнаруженанепосредственная зависимость ин-тенсивностиобмена ионов от внутриклеточной концентрации кальция, а такжеот величины мембранного потенциала. Низкая концентрая Са2+ внутри клеток, также как и низкие значения мембранного потенциала, ослабляютвыход Са2+ из клеток, способствуют захвату необходимого кальция саркоплазматическим-ретикулумом в период диастолы [6].
Стехиометрия Ка+-Са2+ обмена на изолированных кардио-миоцитах изучается достаточно интенсивно. Полагают, что на 1 ион Са2+ обмениваются 3-4 иона натрия. Стехиометрия обменав интактном сердце точно не определена, так же как и кинетика этого обмена.
Актуальность проблемы функционирования №+-Са2+ -
* Кафедра биохимии Воронежской Государственной Медицинской академии имени Н.Н. Бурденко. Адрес: 394000, г. Воронеж, ул. Студенческая, д. 10, тел.: (4732) 530338, Е- mail: maslov1205@mail.ru
обменника в работающем сердце диктуется известными литературными данными, о том, что при нарушении кровообращении в зоне ишемии во внеклеточной среде наблюдается существенное снижение концентрации натрия [7,8]. При этом его внутриклеточная концентрация значительно возрастает [9].
Необходимо отметить, что именно в этот период времени происходят резкие изменения электрофизиологического состояния сердца, сопровождающиеся возникновением фибрилляции его желудочков. Моделирование данных условийпутем внезапного снижения концентрации натрия во внеклеточной среде подтверждает гипотезу о том, что впатогенезе возникновения опасных для жизни аритмий важную роль играет система №+ -Са2+ обмена [10].
Понимание патогенеза нарушений ритма сердца затрудняется одновременным изменением внеклеточной концентрации ионовкалия, возрастание которого способно снижать величину потенциала покоя в клетках зоны ишемии.
Учитывая, что перенос ионовкальция во время Ка+-Са2+ обмена зависит от величины мембранного потенциала, а так же наличияобратной зависимости - между величиной мембранного потенциала и направлением Ка+-Са2+ обмена, можно предположить, чтоодной из причин возникновения аритмии, является снижение в зоне ишемии трансмембранного градиента натрия. Однако данная гипотеза требует доказательств.
Исследование механизма Ка+ -Са2+ обмена проводилось в основном на изолированных клетках или полосках миокарда, поэтому, прежде всего, необходимы сведения о зависимости Са2+- аккумулирующей способности целого, интактного сердца отконцентра-циивнеклеточного уровня натрия. И второе, поскольку данный обмен является электрогенным, следует учитывать одновременно-евлияние снижения внеклеточного уровня натрияи уменьшение величины мембранного потенциала на процесс Ка+ -Са2+ обмена.
Цель исследования - изучение кинетики натрий-зависимого поглощения Са2+ в изолированном сердце крысы, а также влияниеионов калия на процесс Ка+ -Са2+ обмена.
Материалы и методы исследования. Опыты проводились на изолированных сердцах белых крыс линии Wistar.Под эфирным наркозом крыс декапитировали , вскрывали грудную клетку и сердце помещали в охлажденный раствор Рингера -Локка. В аорту вводили канюлю и начинали перфузию исходным раствором с помощью перистальтического насоса при температуре 370С по методу Лангендорфа со скоростью 10 мл/мин на 1 г в течение 15 мин. для стабилизации сократительной функции и энергетического обмена.
Исходный, оксигенированный раствор Рингера-Локка содержал (ммоль/л): КаС1-140, КаНСОз - 2,0; КС1- 3,0; трис-ОН -2 (рН =7,4); СаС12 - 0,6, глюкозу-11. В соответствии с целью исследований концентрацию калия в перфузионном растворе и снижали до 1 мМ или повышали до 30 мМ.
Для оценки зависимости кальций - аккумулирующей способности сердца от содержания внеклеточного уровня ионов натрия, их концентрацию изменялиот 2 до 142 ммоль/л. С целью сохранения изоосмотичностирастворов, недостающее количество хлорида натриявосполняли хлоридом аммония. При этом сум-марноеколичество катионов Ка+ и КН+ составляло 142 ммоль/л.
Для ингибирования Ка+-Н+ обмена использовали селективный ингибитор этого транспортного белка - гексаметиламилорид (3-амино-6-хлоро-К-диаминометилен-5-(1-гомопиперидил)-пиразинокарбоксамид - НМА), который добавляли в перфузион-ные среды до конечнойконцентрации 1 мкмоль/л [11].
Концентрацию кальция в оттекающем от сердца перфузи-онном растворе непрерывно измеряли в течение всего периода опыта. С помощью перистальтического насоса перфузионный раствор смешивали с металлоиндикатором на ионы Са2+ - арсена-зо-Ш. Образовавшийся окрашенный продукт реакции пропускали
через проточную кварцевую микрокювету, помещенную в регистрационный блок спектрофотометра СФ-46. Показания спектрофотометра при длине волны 660 нм непрерывно записывали на самописце КСП-4.
Полученные результаты обработаны методом вариационной статистики. В работе обсуждаются результаты, в которых показатель р<0,05.
Результаты и их обсуждение. В первой части исследований была рассчитана скорость накопления ионов кальция изолированным сердцем крысы при активации Ка+-Са2+ обмена разными концентрациями натрия. Установлено, что снижение концентрации ионов натрия в диапазоне 142-162 ммоль/л не вызывало заметной ответной реакции сердца - существенного поглощения кальция не происходило (рис. 1).
скорость поглощения Са2* (нмоль/мин г)
Рис. 1. Зависимостьскорости поглощения Са2+ от внеклеточной концентрации №+в присутствии и отсутствииНМА
Однако при изменении концентрации ионов натрияот 62 до 2 ммоль/лнаблюдалось интенсивное поглощение Са2+ кардио-миоцитамиизолированного сердца крысы. Как видно из рис. 1, в пределах относительно узкой области концентраций ионовнатрия скорость Ка+-Са2+ обмена изменяется очень резко.
Исходя из данных представленных в работах [2] можно-предположить, что до двухкратного снижения внеклеточной концентрациинатрияпоток кальция внутрь клетокослаблялся низким уровнем внутриклеточного Са2+. И только снижение внеклеточного уровня Ка+ более чем наполовину от его исходной концентрации приводило к нарастающемуускорению поглощения Са2+сердечной мышцей. Возможно, при взаимодействии ионов натрия и кальция с Ка+-Са2+ обменником в нем могут происходить конформационныемодификации, (в том числе за счет изменения величины мембранного потенциала), которые влияют на сродство переносчика к ионам.
Кинетические параметры функционирования переносчика определяли, используя уравнение Хилла.
К
х =У/( 1+ —)
и6
где 6 - константа Хилла (коэффициент взаимодействия)
Величина 6 была рассчитана по тангенсу угла наклона линейной анаморфозы графика Хилла (рис. 2). Интенсивность зави-симостипоглощения Са2+изолированным сердцем от внеклеточной концентрации Ка+ описывалась уравнением с величиной коэффициента Хилла 6=2,8, что указывает на положительную кинетическую кооперативность данного процесса [12].
Известно, что наряду с Ка+ - зависимым поглощением Са2+ сердечной мышцей параллельно в мембранах кардиомиоцитов функционируетдругой переносчик, осуществляющий Ка+ - зависимое высвобождение протонов из клеток (Ка+-Н+)обмен. Для исключения этого процесса в наблюдаемых нами опытах был применен селективный ингибитор Ка+-Н+ обмена НМА.
Присутствие в перфузионных растворах ингибитора Ка+ -Н+ обменасущественно изменяло зависимость скорости накопления Са2+сердцем от концентрации внеклеточного натрия. При этом скорость поглощения Са2+повышалась в 1,6 раз. Интенсивность поглощения Са2+ при разных концентрациях натрия приобретала сигмоидную зависимость, что свидетельствует о возрастании степени положительной кооперативности по субстрату.
Интенсивность поглощения Са2+ изолированным сердцем в зависимости от внеклеточной концентрации Ка+ соответствовала возрастанию степени кооперативности данного процесса, (рис. 2).
Рис. 2. График расчета коэффициента Хилла по показателям скорости поглощения ионов кальция изолированным сердцем крысы приразных концентрациях ионов натрия в перфузионном растворе
Полученные данные дополняют представления о наличии аллостерической регуляции Ка+-Са2+ обмена внутриклеточной концентрацией Са2+ не только в изолированных клетках сердечной мышцы, но и в интактном сердце животного.
Таким образом, снижение концентрации натрия во внеклеточной среде значительно усиливает реверсивный поток ионов кальция. Можно предположить, чтопоступление ионов кальция внутрь кардиомиоцитов через Ка+/Са2+ - обменник обусловлено, главным образом, уменьшением трансмембранного градиента ионов натрия и не является результатом повышения сродства транспортного сайта обменника к ионам кальция снаружи клетки в присутствии КИ4+, замещающих ионы натрия.
Для подтверждения электрогенного характера обмена ионов Ка+ на Са2+ в неповрежденной, целой сердечной мышце проводились опыты с измененной концентрацией ионов калия в перфузионных растворах. Известно, что снижение внеклеточного уровня К+ сопровождается повышениемвеличины потенциала покоя, в то время как увеличение ионов калия вызываетпадение-мембранного потенциала [13].
Учитывая, что ответная реакциякардиомиоцитов на смену концентрации ионов калия может проявляться не сразу, опыты осуществляли в трех повторах на одном сердце.
В контрольной серии экспериментов было отмечено, что в каждом последующемповторезамены натрия на ионы аммония (после перфузии сердца исходным - натрий содержащим раствором в течение 10 мин.) интенсивность поглощения кальция возрастала (рис. 3).
время, мин
Рис. 3. Динамика поглощения ионов кальция изолированным сердцем крысы при замене хлорида натрия на хлорид аммония.
Представлены результаты повторных 3 записей.
Обозначения:^ - запись -1;^ - запись 2;А - запись 3.
Перфузия сердца крысы в условиях низкой концентрации ионов калия (1 мМ) сопровождаласьсущественным изменением скорости поглощения Са2+, вызываемой снижением трансмембранного градиента натрия.
Начиная со второго повторения опыта, происходилоослабле-ние интенсивности поглощения Са2+ сердечной мышцей (рис. 4).
Причем при каждом последующем повторе опыта наблюдалось более выраженное ингибирование поглощения Са2+.
Перфузия сердца в условиях высокойконцентрация калия (30 мМ), сопровождалась значительным повышением скорости аккумулирования сердцем Са2+ из внеклеточной среды (рис 5).
Таким образом, было установлено значительное влияние изменения внеклеточного уровня калия на интенсивность погло-
щения Са2+в изолированномсердцево время Ка+-Са2+ обмена.
140 120 100 80 60 40 20 0
Рис. 4. Влияние снижения концентрации ионовкалия на скорость №+-Са2+ обмена в сердце крысы. Обозначения: Светлые столбики - контроль [К4] = 3 тМ; тёмные столбики - опыт - [К+ = 1 тМ. По оси Х- номера записи (номера переключений) на гипонатриевый раствор,
По оси У - скорость поглощения ионов кальция, нмоль/мин на 1 грамм ткани
250 200
150
100
50
0
Рис. 5. Влияниеповышенной концентрации калия на скорость №+-Са2+ обмена в сердце крысы. Обозначения: Светлые столбики - контроль [К+] = 3 тМ; тёмные столбики - опыт - [К+] = 30 тМ По оси Х - номера записи (номера переключений) на гипонатриевый раствор, По оси У - скорость поглощения ионов кальция, нмоль/мин на 1 грамм ткани.
Патогенез развития инфаркта миокарда и возникновение опасных для жизни аритмий сердца во многом обусловлены неконтролируемым повышением уровня кальция в зоне ишемии. Первостепенную роль в этой патологии отводят процессам, сопровождающихся быстрым накоплением внутриклеточного уровня натрия.Интенсивнонарастающий ацидоз(за десятки секунд от начала ишемии) инициирует Ка+-Н+ обмен [8,14].
В свою очередь, накапливающийся внутриклеточно натрий инициирует Ка+-Са2+ обмен [15], который сопровождается неконтролируемым возрастанием уровня Са2+ в кардиомиоцитах зоны ишемии [16,17].
Согласно полученным нами данным снижение трансмембранного градиента натриявызывает интенсификацию Ка+-Са2+ обмена в сердцекрыс. Применяемая в наших опытах методика позволяла регистрировать непосредственное поглощение Са2+ миокардом.
Исследование кинетики нарастания концентрации кальция внутри клеток на изолированных клетках имеет свои особенности. Первые порции Са2+, поступающие внутрь клеток при снижении внеклеточной концентрациинатрия, поглощаются митохондриями и саркоплазматическим ретикулумом. Поэтому динамика накопления Са2+ внутри клеток в таких исследованиях отли-чаетсялаг-периодом, то есть прирост кальция регистрируемый с помощью биолюминисцентного реактива, наблюдается не сразу, а через некоторое время [2].
С другой стороны, постепенное усиление интенсивности поглощения Са2+ изолированным сердцем при повторных снижениях внеклеточной концентрации ионов натрия, наблюдаемая в наших опытах, по-видимому, отражает подобную регуляцию Ка+-Са2+ обмена за счет постепенного повышениявнутриклеточ-ной концентрации Са2+.
При первом снижении концентрации натрия в перфузион-ном растворе аккумуляция Са2+ миокардом протекает малоактивно. На том же сердце повторные снижения внеклеточного уровня натрия приводят к поглощению все более значительного количества Са2+. По-видимому, вначале Ка+-Са2+ обмену препятствует исходно низкийуровень внутриклеточного Са2+. Однако быстро развивающийсядефицит энергии (в результате аккумуляции из-
Л,
1+1 I п
|—I-
1 2 3
бытка Са2+ митохондриями) останавливает поглощение Са2+ из цитоплазмы кардиомиоцитов саркоплазматическимретикулумом и митохондриями.
К моменту третьего повтораинициации Ка+-Са2+ обмена, существенный прирост внутриклеточного уровня Са2+ более значительно активирует Ка+-Са2+ обмен. Эти данные служат подтверждением выводов, полученных на изолированных кардио-миоцитах, в которых также показана стимулирующая способность внутриклеточно накапливающегся кальция активировать Ка+-Са2+ обмен [2].
Сигмоидная зависимость поглощения Са2+ от внеклеточной концентрации натриятакже указывает на возможность аллостери-ческой регуляцииКа+-Са2+ обмена внутриклеточным Са2+в целостном, работающем сердце.
Проведенные опыты также показали на возможность регистрации активно функционирующего процесса Ка+-Н+ обмена в изолированном сердце крысы. Установлено, что в ответ на снижение внеклеточного уровня ионов натрияв интактном сердце параллельноосуществляетсядругой ионообменный процесс - Ка+-зависимое высвобождение протонов из клеток (Ка+-Н+ обмен). Селективное ингибирование работы Ка+-Н+ обмена с помощь-юНМА сопровождалось значительным изменением кинетики Ка+-Са2+ обмена в миокарде. Зависимость интенсивности поглощения Са2+ изолированным сердцем от внеклеточной концентрации №+ имела сигмоидный характер и более высокую степень положительной_кооперативности (б=3,0)
ЗависимостьКа+-Са2+ обменного механизма от величины мембранного потенциала клетки доказана в электрофизиологиче-ских исследованиях разных авторов на изолированных кардио-миоцитах и полосках миокарда [18,19]. При этомбольшое значение имеет электрогенность процессаКа+-Са2+ обмена [20]. Однако остается не до конца ясной стехиометрия этого обмена. Одни авторы установилисоотношение обмена - 3 иона Ка+ на 1 ион Са2+ [21], другие - 4 иона Ш+ на 1 ион Са2+ [22,23].
Все авторы цитируемых источников выполняли свои работы на изолированных кардиомиоцитах. Прирост или убыль внутриклеточного Са2+ регистрировали путем введения в кардиомио-циты кальций-селективных биолюминесцентных реагентов, а также с помощью микроэлектродов, вводимых внутрь клеток.
В отличие от выше приведенных примеров, в наших опытах измерялось суммарное количество поглощенного Са2+, обмениваемое на внутриклеточный натрий. В условиях сохранения межклеточных взаимодействий в работающем миокарде стехиометрия обмена по нашим расчетам составила: 3 иона Ка+ на 1 ион Са2+. Данное заключение основывается нарасчете коэффициента Хилла, составляющее величину б<п, где показатель п косвенно соответствует количествуцентров связывания ионов натрия с обменником.
Наличие электрогенного обмена ионов Ка+ на Са2+ в изоли-роаванном сердце крысы достаточно убедительно проявилось в опытах с использованием разных концентраций ионов калия в перфузионных растворах. Установлено, что повышение внеклеточной концентрации калия значительно ускоряет натрий-зависимое поглощение кальция. Этот факт демонстрирует всю сложность развивающихся событийв зоне ишемии, поскольку наряду с нарушением электролитного баланса ионов натрия и кальция, в ней происходит значительное возрастание внеклеточного уровня калия. Потеря ионов калия клетками происходит спустя несколько секунд после начала ишемии. При этом локальная концентрация калия вне клеток зоны ишемии может достигать от 10 до 30 ммоль/л. Выходящий из ишемизированных клеток калий вызывает деполяризацию мембран [24].
Результатом этого является релаксация участка миокарда. Причем состояние миофибрилл в зоне ишемии нарушается гетерогенно - в одних участках наблюдаются гиперконтрактуры, в других - полная потеря сократимости [25,26].
Причина такого явления остается пока не до конца ясной. Не исключено, что в определенных участках зоны ишемии создаются благоприятные условия для интенсивного поступления Са2+ внутрь кардиомиоцитов. Однако пути такого транспорта пока остаются неизвестными. При этом следует отметить, что проницаемость Ь-Са2+ каналов при ацидозе, вызванном ишемией, резко ослабляется, так же как и способность саркоплазматическо-го ретикулума освобождать в миоплазму ионы Са2+ [27].
Исходя из этих представлений можно полагать, что активирующим фактором Ка+-Са2+ обмена, на первом этапе ишемии может служить деполяризация мембраны. Навторойстадии ише-
миипоступающий в клетки кальций аллостерически активируя Na+-Ca2+ обмен, способствует возрастанию потока Ca2+ в поврежденные ишемией кардиомиоциты.
В некоторых случаях во внеклеточной среде может происходить снижение уровня К+. Например, во время приема калий-несберегающих диуретиков. Установлено, что уменьшение концентрации ионов калия ниже 3 ммоль/л провоцирует развитие опасных для жизни аритмий сердца вплоть до возникновения фибрилляции его желудочков.
Анализируя полученные результаты, необходимо учитывать, что в ответ на снижение внеклеточного уровня калия обычно происходит снижение активности №+,К+-насоса и увеличени-евнутриклеточного уровня натрия [28]. Известно также, что повышение концентрации ионов натрия способствует накоплению Са2+ клеткой через систему Na+-Ca2+ обмена.
Однако результатынаших опытов показали противоположную картину - в ответ на снижение уровня калия уже при повторной активации Na+-Ca2+ обмена наблюдаетсярезкое ослаблениеспо-собности сердечной мышцы накапливать кальций. Подобный результат можно объяснить только одним эффектом - прямым влиянием мембранного потенциала на процесс Na+-Ca2+ обмена.
Совершенно очевидно, что повышенный уровень внутриклеточного натрия, который, возможно, возникает при ослаблении активности натрий-калиевого насоса оказывается недостаточным в противодействии электрогенного трансмембранного переноса ионов при Na+-Ca2+ обмене. Повышение потенциала покоя может создавать условия дляослабления аккумуляции Са2+ за счет Na+-Ca2+ обмена,что и наблюдалосьв наших экспериментах.
Таким образом, предположение о значимости величины мембранного потенциала на интенсивность трансмембранного потока Са2+ через систему Na+-Ca2+ обмена в целом серд-це,хорошо согласуется с данными других исследователей, изучавшие это явление на изолированных клетках сердца. Полученные новые данные позволяют оценить роль Na+-Ca2+ обменной системы в ранние и поздние сроки развития последствий ишемии миокарда.
Литература
1. Na+-Ca2+exchange in the regulation of cardiac excitation-ontraction coupling / H. Reuter et all // Cardiovascular Research.-2005.- 67.- 2.- P. 198-207.
2. Reeves J. P. Allosteric Activation of Sodium-Calcium Exchange Activity by Calcium:Persistence at Low Calcium Concentrations / J. PReeves, M. Condrescu // J. Gen. Physiol.- 2003.- 122.- P. 621-639.
3. Zhaoping P.H. Mapping of the cardiac sodium-cal-cium exchanger with monoclonal antibodes / P. H. Zhaoping,A.N.Debora // Am. J. Physiol.- 1993.- 265.- P.748-756
4Matsuoka S. Initial localization of regulatory regions of the cardiac sarcolemmal N+-Ca2+exchanger/ S. Matsuoka, D.A. Nicoll, R.F. Reilly // Proc. Natl. Acad. Sci.- 1993.- 90,- P.3870-3874.
5. Levitsky D.O. Identification of the high affinity Ca-binding domain of the cardiac Na+-Ca2+ exchanger / D.O. Levitsky., D.A.. Nicoll, K.D. Philipson // J. Biol. Chem.- 1994.- 269.- P. 22847-22852.
6. Weber C. R. Allosteric Regulation of Na/Ca Exchange Current by Cytosolic Ca inlntact Cardiac Myocytes / C. R.Weber,K. S. Ginsburg K. Philipson. // J. Gen. Physiol. 2001.- 117.- P. 119-131.
7. Векслер В.И. Об особенностях изменений внутри- и внеклеточных концентраций К+ и N+, внутри- и внеклеточного рН в зоне ишемии сердца при экспериментальном инфаркте миокарда, осложненном фибрилляцией желудочков / В.И. Векслер // Кардиология.- 1991.- 19.- 10.- C. 88-91.
8. Hirche H. Measurements of myocardial extracellular Na, K, Ca and H using ion-selective electrodes during ischemia / H.Hirche, R.Bissing, R. Friedrich // Progr. Ensyme and Ion - Selective Electrodes. Berlin, 1991.- P. 164-170.
9. Kleber A.G. Resting membrane potential, extracellular potassium activity and intracellular sodium activity during acute global ischemia in isolated perfused guinea pig hearts / A.G. Kleber // Circu-lat. Res,1981.- 52.- P.442^50.
10. Алабовский В.В. Поглощение ионов кальция в изолированном сердце крысы при гипоксии и ишемиии связь этого процесса с возникновением аритмий сердца / В.В. Алабовский, А.А. Винокуров, О.В. Маслов // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: химия, биология, фармация. 2. июль-
декабрь, 2009. C. 83-88.
11. Алабовский В.В. Значение некоторых ионотранспортных систем сарколеммы и саркоплазматического ретикулума в изменении сократительной функции сердца гипернатриевой средой у крыс / В.В. Алабовский, Е.Дж. Крэгоу, А. А. Винокуров // Российский физиол. ж. им. И.М. Сеченова, 1999.- 85.- 4.- C. 539-546.
12. Доис Э. Количественныепроблемы биохимии: Пер. с. англ. М.: Мир, 1983.- 376 с.
13. Baumgarten CM. Intra- and extracellular potassium activities, acetylcholine and resting potential in guinea pig atria /C.M. Baumgarten, D.H. Singer, H.A. Fozzard // Circ. Res, 1984.- 54.- P. 65-73.
14. Haworth R.S. Stimulation of the plasma membrane Na+/H+ exchanger NHE1 by sustained intracellular acidosis. Evidence for a novel mechanism mediated by the ERK pathway / R.S. Haworth , C. McCann, A.K. Snabaitis // J. Biol. Chem. -2003.- 78.- 4.- P. 3167631684.
15. Saint DA. The role of the persistent Na(+) current during cardiac ischemia and hypoxiа / D.A. Saint // J. Cardiovasc. Electrophysiol. -2006.- 17.- Suppl 1.- P.S96-S103.
16. Литвицкий П.Ф. Адаптивные и патогенные эффекты реперфузии и реоксигенации миокарда / П.Ф. Литвицкий,В.А. Сандриков,Е.А. Демуров // М., Медицина, 1994. - 320 с.
17. Wei G.Z., Zhou J.J. Diastolic Ca2+ overload caused by Na+/Ca2+ exchanger during the first minutes of reperfusion results in continued myocardial stunning / G.Z. Wei, J.J. Zhou // Pharmacol. 2007. - Oct. 15.- 572.- 1.- P. 1-11.
18. Lytton J. K+-dependent Na+-Ca2+ exchangers in the brain / J. Lytton, X..F. Li, H. Dong // Acad Sci. Nov; 976. -2002, -P. 382-393.
19. Armoundas A.A. Role of sodium-calcium exchanger in modulating the action potential of ventricular myocytes from normal and failing hearts / A.A. Armoundas, I.A.Hobai // Circ Res. -2003. -Jul 11.-93. - P.46-53.
20. Bers D.M. Na+-Ca2+ exchange function in intact ventricular myocytes / D.M. Bers, C.R. Weber // Ann. N. Y. Acad..- Sci. Nov. -2002. - 976. -P.500-512.
21. Hinata M. Stoichiometry of Na+-Ca2+ exchange is 3:1 in guinea-pig ventricular myocytes / M. Hinata, H. Yamamura,L. Li // J. Physiol. -2002. - P.335.
22. Fujioka Y. Regulation kinetics of Na+-Ca2+ exchange current in guinea-pig ventricular myocytes / Y. Fujioka,K. Hiroe, S. Matsuoka // J. Physiol. -2000.- 15. - P. 611-623.
23. Lytton J. Rat heart NCX1.1 stoichiometry measured in a transfected cell system / J. Lytton,H. Dong // Ann. N. Y. Acad. Sci. -2002. - 976. - P. 137-141.
24. Kleber A.G. Extracellular potassium accumulation in acute miocardial ischemia / A.G. Kleber // J. Mol. Cell Cardiol. -1984. - P. 389-394.
25. Viswanathan P.C. Effects of IKr and IKs heterogeneity on action potential duration and its rate dependence: a simulation study / P.C. Viswanathan, R.M. Shaw, Y. Rudy // Circulation. -1999. - P. 2466-2474.
26. ZygmuntA.C. I(NaCa) contributes to electrical heterogeneity within the canine ventricle / A.C. Zygmunt, R.J. Goodrow, C. Ant-zelevitch // Am. J.Physiol. Heart. Circ. Physiol. May. 200. - 278 (5). -P. H1671-H1678.
27. Choi H.S. The effect of acidosis on systolic Ca2+ and sarcoplasmic reticulum calcium content in isolated rat ventricular myocytes / H.S. Cho, A.W. Trafford,C.H. Orchard // J. Physiol. -2000.-Dec 15.- 529. - Pt 3. -P. 661-668.
28. Болдырев А.А. Na+,K+ -зависимая АТФаза / А. А. Болдырев // Успехи Физиол. Наук. 1981.- 12.- 2. -C. 91-130 .
DEPENDENCE OF №+-Са2+ EXCHANGE RATE FROM EXTRACELLULAR CONCENTRATION OF SODIUM AND POTASSIUM IONS IN ISOLATED RAT HEART
V.V. ALABOVSKY, A.A. VINOKUROV, O.V. BASHARINA,
O.V. MASLOV, V.V. KHAMBUROV, V.N. ZOLOTUKHINA,
L.I. POPOVA
Voronezh State Medical Academy after NN. Burdenko, Chair of Biochemistry
The article highlights the investigations on studying sodium dependent Са2+absorption kinetics in the isolated rat heart and the influence of potassium upon this process of intercellular level.
Key words: heart, sodium-calcium exchange, sodium ions, potassium ions, Hill coefficient, calcium ions.
