CC BY
70Фізика живого, Т. 2Q, Nol, 2Q12. С 4-16.
© Фафула Р.В., Федорович З.Я., Єфремова У.П., Личковський Е.І., Воробець З.Д.
УДК 577.3:616.155.32
ФУНКЦІОНАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЙОН-ТРАНСПОРТУВАЛЬНИХ СИСТЕМ
ЛІМФОЦИТІВ КРОВІ
Фафула Р.В., Федорович З.Я., Єфремова У.П., Личковський Е.І., Воробець З.Д.
Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького кафедра біофізики; кафедра медичної біології E-mail: [email protected], [email protected]
Надійшла до редакції 27.06.2012
Узагальнено і проаналізовано літературні дані стосовно функціонування та властивостей різних йон-транспортувальних систем лімфоцитів. Розглянуто системи пасивного, первинно- та вторинноактивного транспортування йонів в лімфоцитах. Представлені результати власних досліджень про функціонування №+, К+-АТР-ази і Са2+, Mg2+-АТР-аз в лімфоцитах периферичної крові, зміни їх активностей за умов розвитку ревматичної патології, а також кінетичних властивостей оуабаїнчутливої №+, К+-АТР-ази.
Ключові слова: лімфоцити, транспортування йонів, йонні канали, обмінники, помпи.
Для виконання складних функцій лімфоцитів у них повинна існувати досконала система регуляції клітинного гомеостазу та внутрішньоклітинної сигналізації. Вивчення регуляторних механізмів підтримання внутрішньоклітинного йонного гомеостазу визначається множинністю
транспортувальних систем плазматичної мембрани та внутрішньоклітинних структур. Системи
транспортування йонів відрізняються як за швидкістю перенесення, так і за напрямком їх перенесення та рядом іншими чинників. Фундаментальну роль у підтриманні і регуляції pH клітини та гомеостазу йонів у клітині належить мембранозв’язаним системам пасивного (йонні канали) та активного (йонні помпи та обмінники) транспортування йонів. Стан внутрішньоклітинного йонного гомеостазу тісно пов’язаний з енергетичним обміном практично всіх біохімічних, біофізичних та фізіологічних процесів.
Розглядаючи гомеостаз йонів Na+, Са2+, К+, О" та Н+ слід відмітити його надзвичайну складність, що зумовлено значною кількістю чинників, які впливають на локалізацію йонів у клітині та поза нею. Такими чинниками є системи акумуляції та транспортування йонів, як: №+, К+-, Са2+, М§2+- і Н+-АТР-ази, №+-Са2+-, №+-Н+- і Са2+-Н+-обмінники, №+, 2С1", К-котранспортер, калієві, натрієві, кальцієві та хлорні канали. Робота цих йон-транспортувальних систем є настільки потужною, що, як наслідок, створюється нерівномірний розподіл йонів по обидві сторони плазматичної мембрани. Зміни біоелектричних параметрів клітини, зокрема і клітин крові, значною мірою залежать як від стану самої плазматичної мембрани [1, 2] так і від
функціонування мембранозв’язаних білків, таких як йонні канали, АТР-ази та обмінники.
Лімфоцити є ключовими клітинами імунної системи, і в кооперації з іншими видами лейкоцитів, відіграють важливу роль у забезпеченні компенсаторно-пристосувальних реакцій організму [3]. Оскільки внутрішньоклітинний метаболізм лімфоцитів грунтується на фізіологічно і біохімічно закріпленій здатності цих клітини швидко реагувати на будь-які зміни гомеостазу в організмі, то модуляція біофізичних процесів і біохімічних реакцій у лімфоцитах настає значно раніше, ніж змінюються морфологічні та біохімічні показники крові [4]. Це дає змогу використовувати статус лімфоцитів в якості “метаболічного дзеркала” організму [5, 6]. Тому актуальними є дослідження спрямовані на вивчення регулювання йонного гомеостазу у лімфоцитах і його особливостей.
Мета дослідження - описати закономірності мембранного транспортування та підтримання гомеостазу йонів у лімфоцитах крові людини.
Системи пасивного транспортування йонів. В лімфоцитах експресуються різні типи йонних каналів. З використанням методу петч-клемп найбільш вивченими були потенціалкеровані калієві канали (voltage-operated K+ channels, K+-VOC), які можна співставити з каналами витоку в збудливих клітинах
[7, 8].
Електрофізіологічно було виявлено експресію щонайменше трьох типів потенціал-керованих калієвих каналів в лімфоцитах [9]. Перший N (normal) тип кодується Kv1.3 геном і є найбільш поширеним, другий N (nearly normal) нагадує перший тип, але дещо відрізняється від нього способом інактивації та
фармакологічною сприйнятливістю. Канали третього L (large conductance) типу є каналами високої провідності [10, 11].
За фізіологічних умов мембранний потенціал спокою Т-лімфоциту становить приблизно -50 мВ і підтримується роботою Kv1.3 каналів [8, 12, 13]. Дослідниками показано [8], що у плазматичній мембрані Т-лімфоциту, виділеного з периферичної крові людини, є близько 400 функціональних Kv1.3 каналів. Крім Т-лімфоцитів, ці канали незначно експресуються і у B-лімфоцитах та широко використовуються як мішені для імуносупресорних агентів [14]. Блокатори цих каналів інгібують поділ та активацію лімфоцитів і затримують їх поділ у стадії G1-S [15, 16]. Потенціалкеровані калієві канали N типу лімфоцитів відіграють важливу роль у підтриманні мембранного потенціалу та модуляції кальцієвої сигналізації [14]. Селективні інгібітори цих каналів деполяризують мембрану, послаблюють кальцієву сигналізацію, інгібують клітинну проліферацію, секрецію цитокінів, Т-клітинну активацію in vitro та пригнічують імунну відповідь in vivo [7, 17-21]. Стимуляція Т-лімфоцитів протеїнкіназою С збільшує провідність калієвого струму в Т-лімфоцитах [22]. Виявлено [23], що рівень експресії Kv1.3 зростає під час активації Т-лімфоцитів.
Також в лімфоцитах виявлений ще один тип потенціалкерованих калієвих каналів, які чутливі до інгібування харибдотоксином. Ці канали підтримують мембранний потенціал у разі блокування Kv1.3 [24].
Інший тип калієвого струму в Т-лімфоцитах активується із зростанням цитозольної концентрації йонів Са2+ ([Ca2];). Встановлено [25], що в Т- та B-лімфоцитах людини кальцій-активований калієвий струм характеризується середньою величиною провідності каналу. Кальцій-активовані калієві канали (calcium activated K+ channels, KCa) є закритими в стані спокою за низької базальної [Ca2];, швидко активуються при зростанні [Ca2]; і характеризуються ефективним коефіцієнтом зв'язування близько 3-10-7 М та високим ступенем кооперативності з Са2+. Ці
• гл 2+
канали відіграють важливу роль у модулюванні Са сигналізації шляхом регулювання мембранного потенціалу у збудливих і незбудливих клітинах. Загальноприйнято, що K^-канали класифікують як канали високої, середньої та низької провідності.
Кальцій-активовані калієві канали в Т-лімфоцитах активуються внаслідок зростання [Ca2]; до 2-10-7 М і більше, мають провідність 11-35 пСм і блокуються харибдотоксином [25]. K^-канали низької провідності були ідентифіковані в Т-клітинній лінії Jurkat (Т-лімфобластна лінія людини) [26]. Показано [27, 28], що в CD4+ T-лімфоцитах провідність KCa3.1 каналів зростає під впливом нуклеозиддифосфаткінази B (NDPK-B) і фосфатидидінозитол-3-кінази.
Відомо, що внутрішньоклітинний Ca2+ виступає ключовим сигнальним месенджером практично у всіх типах клітин. У лімфоцитах зміни [Ca2]; асоціюються з численними клітинними процесами і реакціями,
такими як активація клітинних кіназ і фосфатаз, регулювання цитоскелетних білків, контроль транскрипції, модуляція поверхневих рецепторів [29]. Підвищення [Ca2];- в Т-лімфоцитах при зв’язуванні Т-клітинного рецептора з чужорідним антигеном запускає транскрипційні процеси, які, в кінцевому результаті, ведуть до секреції ефекторних цитокінів і координації імунної відповіді [30]. Зниження рівня [Ca2+] веде до ослаблення активації Т-лімфоцитів і до розвитку різних форм імунодефіциту [31, 32].
Імунологічна реактивність лімфоцитів також пов’язана зі змінами [Ca2]; [33].
Відомо, що зростання [Ca2+]i в лімфоцитах, як і у
всіх еукаріотичних клітинах, здійснюється двома
2+
шляхами: вивільненням компартменталізованого Са з внутрішньоклітиних депо (цистерни ендоплазматичного ретикулуму (ЕПР) і мітохондрії) або шляхом активації Са2+ входу через цитоплазматичну мембрану із зовнішньоклітинного середовища. Оскільки об’єм ЕПР складає всього 1 % від загального об’єму Т-лімфоциту, то вважають, що вхід зовнішньоклітинного Са2+ може забезпечити протягом багатьох годин необхідний для активації лімфоцитів рівень внутрішньоклітинного Са2+ [32, 34].
Прийнято вважати, що в клітинах крові
2+
надходження Са в основному здійснюється через
депокеровані Са2+-канали (store-operated Ca2+-
channels, SOCC, Ca2+ release-activated Ca2+ current
channel, CRAC-channel), які присутні у
цитоплазматичній мембрані та активуються при
спустошенні ендоплазматичного пулу Са2+ [35, 36]. Ці
канали є необхідними для довготривалої регуляції
сигналу, що є важливим для транскрипції. Показано
[37], що первинний імунодефіцит Т-клітин пов'язаний 2+ 2+ з порушенням Са входу через депокеровані Са -
канали.
На даний час невідомий точний механізм спряження між спустошенням внутрішньоклітинного депо з входом Са2+ через ці канали. Відомо, що Т- та B-лімфоцити взаємодіють з антигенами через рецептори на поверхні їх мембрани. При взаємодії антигену з рецептором на поверхні лімфоциту утворюється інозитол-1,4,5-трифосфат (ІР3), який веде до вивільнення Са2+ з цистерн ЕПР. При спустошенні ендоплазматичного пулу Са2+ відбувається активація
депокерованих Са2+-каналів, що дозволяє лімфоцитам
2+
підтримувати тривале зростання концентрації Са .
2+
Таке зростання концентрації Са активується ядерним фактором активації Т-лімфоцитів [38].
Депокеровані Са2+-канали мають однакову
провідність для йонів Ca2+, Na+ і Ba2+. Активність цих
2+
каналів залежить від концентрації вільного Са у внутрішньоклітинних депо та у цитозолі [39]. Проте, іншими дослідниками [40, 41] встановлено, що депокеровані канали лімфоцитів є високо селективними для Са2+ (провідність для Са2+ в 100 разів вища ніж для одновалентних йонів).
Потенціалкеровані кальцієві канали (voltage-operated Ca2+ channels, Ca2+-VOC) є широко
поширеними в різних типах клітин і тканин організму
людини та тварин. Ці канали забезпечують
2+
надходження позаклітинного Ca у цитозоль у відповідь на деполяризацію плазматичної мембрани. Потенціалкеровані Са2+-канали характерні переважно збудливим тканинам. Проте, потенціалкеровані Са2+-канали L-типу були виявлені у клітинах лінії Jurkat
[42].
Для лімфоцитів також характерні хлорні канали (chloride channels). Ці канали створюють аніонні та осмотичні потоки, які необхідні для підтримування та регуляції клітинного об’єму лімфоцитів, а також відіграють важливу роль у мітогенезі, допомагаючи підтримувати мембранний потенціал [43-48]. Дослідниками показано [45], що додавання АТР в середовище викликало активацію вихідного хлорного струму в лімфоцитах, який зворотньо активувався при створенні гіпотонічного зовнішньоклітинного середовища [49, 50]. Цей струм отримав назву об'ємактивованого хлорного струму ICi,sweii (volume-regulated anion current, VRAC), що сприяло розумінню його електрофізіологічних характеристик [51]. Декілька типів Cl--каналів було ідентифіковано в лімфоцитах: міні-канал з провідністю 1-2-пСм, 40 пСм канал і 300-400-пСм максі-О-канал. Оскільки, у нормальних лімфоцитах мембранний потенціал спокою -50 мВ є менший ніж Cl-рівноважний потенціал, що становить приблизно -35 мВ, активація Cl-каналів викликає витікання йонів Cl- та мембранну деполяризацію [52].
Хлорні струми характерні для багатьох типів клітин, вони беруть участь у регуляторному зменшенні клітинного об’єму (RVD - Regulatory Volume Decrease), який веде до відновлення об'єму клітини за умов гіпоосмотичного стресу [53, 54]. Хлорні струми індукуються із затримкою 1 хв. після клітинного набухання та залежать від цитозольної концентрації АТР. Крім йонів Cl-, ці канали можуть транспортувати йони I-, Br- та NO^-йони, а також деякі амінокислоти, наприклад, апартат та глутамат [50].
Clswell канали і Kv1.3 канали є об‘єднані функціональними зв’язками в регуляції клітинного об’єму Т-ліфмоцитів [55]. У відповідь на набухання клітини, активація хлорного струму запускає RVD. У зрілих Т-лімфоцитах RVD є Са2+-незалежним. Набухання клітини активує хлорну провідність, в результаті чого мембрана деполяризується до величини хлорного рівноважного потенціалу (-35 мВ). Результатом такої деполяризації є відкриття Kv1.3 каналів. Мембранний потенціал набуває значень між величиною мембранного потенціалу спокою і хлорного рівноважного потенціалу (клітина втрачає йони K+ і Cl-). Проте, в тимоцитах RVD має Ca2+-залежну складову - незалежну активність CRAC
каналів. Вона активується потенціал-активованим
2+
Са входом, який веде до активації калієвого струму [56]. Тому KCa3.1 канали сприяють RVD в тимоцитах. Поєднані потоки йонів К+ через Kv1.3 і KCa3.1
відновлюють клітинний об’єм швидше, ніж у випадку окремих потоків.
Ще один тип струму був ідентифікований дослідниками в Т-лімфоцитах, за відсутності йонів Mg2+ у розчині і отримав назву М^2+-інгібованого Са2+-струму (Mg2+-inhibited Ca2+-permeable current, MIC) [57] або MagNuM катіонного струму (magnesium nucleotide metal) [58]. Цей струм реєструється при клітинному відведенні одночасно з CRAC струмом, є зовнішньо напрямлений і неспецифічно переносить одно- та двовалентні йони. Проте, MIC-канали (MIC channels) мають значно вищу провідність, ніж CRAC канали, інший механізм активації, нижчу йонну специфічність для катіонів та іншу фармакологічну чутливість [57-59]. MIC-струм реєструється як в лімфоцитах, які перебувають в стані спокою, так і в проліферуючих лімфоцитах [60, 61]. Припускають, що MIC-канали є вкрай важливими під час активації та проліферації Т-лімфоцитів [61, 62].
Проводячи трансмембранний струм і володіючи виразною кіназною активністю, MIC канал представляє собою так званий каналоензим. Припускають, що найбільш ймовірний механізм інгібування MIC-канальної провідності є екранування негативних зарядів фосфатидилінозитол-4,5-дифосфату йонами Mg2+ або іншими двовалентними катіонами [63, 64].
З використанням моделі клітинної лінії DT-40 B-лімфоцитів курчат показано, що зниження цитозольного Mg2+ веде до активації канальної провідності для йонів Mg2+ які входять в клітину і відновлюють фізіологічну цитозольну концентрацію цих йонів [65].
Натрієві канали експресуються не тільки у збудливих клітинах, але й у клітинах імунної системи. В клітинах лінії Jurkat щонайменше чотири типи потенціалкерованих натрієвих каналів (voltage-gated sodium channels, Na+-VOC) експеруються в тій чи іншій мірі: NaV1.5, NaV1.6 NaV1.8 та NaV1.9. За допомогою Вестерн-блот аналізу та полімеразної ланцюгової реакції із зворотньою транскрипцією показано, що NaV1.6 експресується в неактивній формі, NaV1.8 та NaV1.9 - експресуються в незначній мірі, а NaV1.5 є головним типом, який експресується у Т- клітинах лінії Jurkat [66]. У CD4+ Т-лімфоцитах активованими антиген-презентуючими клітинами ідентифіковано потенціалкеровані натрієві канали. Зокрема, натрієвий струм реєструється через 10-20 хв. після їх стимуляції. Показано, що величина натрієвого струму залежить від зовнішньоклітинної концентрації йонів [№+]е та інгібується високими концентраціями тетродоксину [67]. Lai et al. показали, що потенціалзалежний натрієвий струм в лімфоцитах повністю блокується амілоридом [67, 68].
Крім цих основних типів каналів в лімфоцитах, які описані вище, ідентифіковано також інші типи каналів. Крім Kv1.3 та Kv3, інші потенціалзалежні K+-канали (Kv1.1, Kv1.2 і Kv1.6) були ідентифіковані в Т-лімфоцитах миші, проте ці канали не реєструються в
лімфоцитах людини [69, 70]. В Т-клітинах лінії Jurkat ідентифіковано також TRESK-споріднені К+-канали, які мають дві пори і є потенціал незалежними [71], а в Т-лімфоцитах людини TASK1 і TASK3 К+-канали [72]. Т-клітини лінії Jurkat виявляють незвичну незначну провідність Ca2+-активованого K+ струму (KCa2.2) [73], Ca2+-активованого неспецифічного
катіонного струму (TRPM4) [74], а також цАДФ рибозо-активовані канальну провідність [27]. Однак, ці струми не реєструються в лімфоцитах людини.
Біохімічні докази наявності а -субодиниці потенціал-керованого Са2+-каналу L-типу були виявленні у B- та Т-лімфоцитах, проте відомості стосовно функціонування цих каналів в лімфоцитах є обмеженими [75-77]. У лімфоцитах хворих на важкий
комбінований імунодефіцит виявлено а -субодиницю
2+
потенціал-керованого Са -каналу, але в цих клітинах не реєструється Са2+ струм у відповідь на мембранну деполяризацію ні до, ні після стимуляції антигеном
[78]. Показано, що L-тип потенціалкерованих Са2+
каналів CaV1.4 відіграє важливу роль у модулюванні
2+
внутрішньоклітинних Са депо і рецептор-опосередкованому збільшенні [Са2+]г- в Т-лімфоцитах
[79]. Повна відсутність Са2+ входу зумовлена мутаціями генів Stim1 and Orai1 веде до розвитку важкого імунодефіциту [80].
Рецепторкеровані канали (ligand-gated ion channels) активуються внаслідок взаємодії їхніх рецепторів із позаклітинними лігандами. Найбільш відомим серед таких позаклітинних лігандів є амінокислота L-глутамат. Лімфоцити людини експресують рецепторкеровані канали глутамату (glutamate-operated channels). Показно, що глутамат в концентраціях 10-3 M - 10-4 M не змінює базального рівня Cа2+ в цитозолі лімфоцитів. Проте, встановлено, що глутамат в нормальних фізіологічних концентраціях, характерних для плазми крові, позитивно модулює Kv1.3 канали, що веде до активації калієвого струму і більшої гіперполяризації мембрани [81, 82].
Костанян і співавтори [83] виявили, що глутамат добре зв'язується з мембранами лімфоцитів людини. Встановлено, що рецептори до глутамату є у
лімфоцитах гризунів, а їх активація призводить до
2+
зростання в клітинах вільних йонів Са і активних форм кисню, в результаті чого активується каспаза 3 -цистеїнова протеаза, яка відіграє важливу роль в процесах апоптозу і некрозу при запальних станах
[84].
Відомо, що молекули АТР є поширеним ендогенним лігандом. Р2Х рецептори представляють собою неселективні АТР-залежні катіонпроникні йонні канали (ATP-gated ion channels, P2X receptors), які активуються під дією молекул АТР та деяких подібних нуклеотидів і транспортують йони Ca2+, K+, Na+ та NH4+ [85]. Вони виявлені і в клітинах імунної системи [86-89]. На сьогодні відомо 7 типів Р2Х рецепторів (Р2Хі - Р2Х7). Р2Х7 рецептори ідентифіковано у макрофагах та лімфоцитах [90, 91].
Показано [86], що ATP відкриває рецепторкеровані йонні канали, які ведуть до зростання Са2+ і Na+ потоків у цитозоль лімфоцитів. Інгібування цієї провідності здійснюється [№+]е та аналогами
амилориду. ATP-залежні катіонпроникні йонні
характеризуються зв’язуванням з вільним ATP4- в концентраційному діапазоні ~ 10- М. Вважають, що за низьких концентрацій Са2+ тривалої дії ATP4-індукує перетворення каналу на неселективну пору, проникну для молекул масою до 900 Да [92]. Цю властивість каналу продемонстровано у фібробластах, макрофагах і тучних клітинах [86-88].
Іншим типом рецепторкерованих каналів є холінорецептори (cholinoreceptors) - інтегральні мембранні білки плазматичної мембрани, які відповідають за зв’язування ацетилхоліну. Відомо два типи холінорецепторів - нікотиновий і мускариновий. Нікотиновий холінорецептор (nicotinic
cholinoreceptors) при взаємодії з ацетилхоліном утворює йонний канал проникний для йонів Na+, К+, Са2+ та Cl- [93]. Aктивація мускаринового
холінорецепотора (muscarinic cholinoreceptors) веде до синтезу №3 та вивільнення Са2+ із ЕОТ [94]. Відомо, що у збудливих клітинах ці рецептори відкривають йонні канали за дії ацетилхоліну, і таким чином опосередковують сигнали збудження. У незбудливих клітинах, якими є лімфоцити, активація нікотинових рецепторів не викликає утворення електричного потенціалу, проте регулює базові клітинні функції, такі як проліферація, адгезія [95].
Наявність ацетилхолінових рецепторів
мускаринового типу у T- та B-лімфоцитах була підтверджена методом полімеразної ланцюгової
реакції [96-98]. Згодом було показано, що в лімфоцитах були ідентифіковані нікотинові
ацетилхолінові рецепторів [99-103].
Застосування методу петч-клемп у поєднанні з моніторуванням [Ca2+] виявило незначні внутрішні Са2+ струми в T-клітинах лінії Jurkat, які чітко відповідали зростанню [Ca2+]i викликаного
активацією T-рецепторів. Змінюючи мембранний
2+
потенціал та йонні умови зареєстровано Са -струми
низької провідності, які є внутрішньо напрямлені і
блокуються йонами нікелю [40]. Оскільки T-
лімфоцити є невеликими клітинами і [Ca2+]i становить
приблизно 5-10-8 M, що відповідає близько 10000 2+ 2+ вільних Са йонів, то незначні Са струми
величиною декілька пікоампер здатні викликати
значне підвищення цитозольної концентрації йонів
Са2+. Ці струми можуть виникати в T-лімфоцитах
через різні стимули (іономіцин, інозитолтрифосфат,
тапсигаргін), які викликають вивільнення Са2+ з
внутрішньоклітинного депо [41].
Основним внутрішньоклітинним депо Са2+ є цистерни ЕОТ і мітохондрії. У мембранах ЕОТ
присутні два типи каналів вивільнення Са2+ - LP3-
2+
чутливі та ріанодинчутливі Са -канали.
Відомо, що активація фосфоліпази С у незбудливих клітинах веде до утворення IP3 [104]. !P3
в
взаємодіє з рецептором у мембрані ЕПP і активує вивільнення Са2+ з цистерн ЕПP через ^-чутливі Са2+-канали (IP3-sensitive Ca2+ channels).
Дослідниками ідентифіковано три типи рецепторів (№3 -чутливих Са2+ каналів) до LP3 - IP3R1,-2,-3 в клітинах лінії Jurkat, T- і DT40 B-лімфоцитах, та IP3R-2 і IP3R-3 - в тимоцитах і спленоцитах [105, 106]. Враховуючи різну чутливість цих рецепторів до йонів Са2+ та LP3, комбінація рецепторів зумовлює різні моделі Са2+ сигналізації [107].
Основна форма №3 в ЕОТ лімфоцитів представлена IP3R1. Цей тип каналу є найбільш вивченим. Проте, ефект цитозольного Ca2+ є біфазним (при [Ca2+] < 3 •10-7 M - стимулюючий, а при [Ca2+] > 340-7 M - інгібуючий), причому модулюючий вплив на канал має як цитозольний, так і люмінальний Са2+. Проте, механізм довготривалої активації цих каналів залишається невивченим [108].
Ріанодинчутливий Са2-канал або ріанодиновий рецептор (ryanodine-sensitive Ca2+ release channels) є ще одним каналом вивільнення Ca2+ з цистерн ЕПP. На відміну від ІP3-чутливих Са2+-каналів, для ріанодинчутливих Са2+-каналів не ідентифіковано природного ліганду, який їх активує. Припускають [109], що таким лігандом може бути цЛДФ-рибоза.
Дослідниками ідентифіковано щонайменше три ізоформи ріанодинчутливих Са2+-каналів (RyR1 -RyR3), які характерні відповідно для скелетних м’язів (тип 1), серцевого м’яза (тип 2) і мозку (тип 3) [110]. Показано, що в T-клітинах лінії Jurkat цAДФ активує вивільнення Са2+ з ЕПP через ріанодинчутливі Са2+-канали третього типу [111, 112]. Участь цAДФ в довготривалій регуляції підвищення цитозольного Са2+ в лімфоцитах була підтверджена з використанням її антагоністів [112, 113].
Для забезпечення внутрішньоклітинної сигналізації в лімфоцитах повинен існувати взаємозв’язок клітинної поверхні з ядром. Використовуючи метод петч-клемп, дослідниками показано [114], що на внутрішній ядерній мембрані T-лімфоцитів є аніонні (370 пСм) та катіонні (152 пСм) канали. Катіонселективні канали ядерної мембрани Т-лімфоцитів перебувають у відкритому стані і є проникні для йонів Na+ та K+, і не проникні для Cl-. Вони характеризуються відносно швидкою кінетикою, сильно флуктують та інактивуються при великих значеннях негативних потенціалів. Припускають, що фізіологічна роль цих каналів полягає у підтриманні йонного балансу між цитоплазмою і ЕОТ лімфоцитів [114].
Системи активного транспортування йонів. Na+, К+-помпа (Na+, K+-pump) - транспортувальна система, робота якої забезпечується Са2+-незалежною, Na+, K-активованою, Mg2+, ATP-гідролазою. Na+, K-ATP-аза - є маркерним ензимом цитоплазматичної мембрани, який здійснює активне трансмембранне перенесення йонів Na+ та K+ і тим самим підтримує їх електрохімічні градієнти, необхідні для нормального функціонування клітини
та селективно інгібується оуабаїном. Підвищення внутріклітинної концентрації йонів Na+ активує Na+, К+-АТР-азу [115-117].
У „гіпотетичний моделі” функціонування №+, К+-АТР-ази вільна енергія гідролізу однієї молекули АТР, що каталізується ензимом, використовується для перенесення трьох йонів Na+ з цитоплазми у зовнішнє середовище і двох йонів К+ у протилежному напрямі. Одним із важливих методів дослідження кінетики транспортування йонів під час роботи ензиму є метод швидкої фільтрації, запропонований Форбушем [118]. Зареєстрований сигнал містив дві чітко розділені компоненти з константами часу 14 і 6 с-1. При цьому швидкість випомповування йонів Na+ з клітини, практично не залежала від концентрації йонів Na+ та К+ у позаклітинному просторі [119, 120].
№+, К-АТР-аза лімфоцитів регулюється при активації лімфоцитів [121]. Будучи компонентом системи життєзабезпечення клітини, в тому числі лімфоцитів, натрієва помпа знаходиться під контролем регуляторних механізмів різного типу, які забезпечують як швидкі так і довго часові зміни інтенсивності йонних потоків крізь плазматичну мембрану [122-125].
В результаті проведених власних досліджень встановлено, що оуабаїнчутлива Na+, К-АТР-азна активність сапонін-перфорованих лімфоцитів периферичної крові у практично здорових осіб становить 6,32+0,14 мкмоль Р/хв-мг білка. Виявлено достовірне зниження оуабаїнчутливої Na+, К+-АТР-ази в лімфоцитах периферичної крові хворих на ревматоїдний артрит та анкілозивний спондилоартрит в 1,7 рази у порівнянні з практично здоровими донорами, що свідчить про зростання [№+]■. Показана динаміка зміни №+, К-АТР-азної активності лімфоцитів периферичної крові після проведеного лікування хворих у стаціонарі - спостерігається зростання активності ензиму і наближення її значень до контрольних.
Проведено також аналіз кінетичних властивостей оуабаїнчутливої №+, К-АТР-ази сапонін-перфорованих лімфоцитів периферичної крові донорів та хворих з ревматичною патологією. Встановлено, що у лімфоцитах периферичної крові хворих, первинно-активне транспортування йонів Na+ та К+ відбувається повільніше і менш інтенсивно у порівнянні з практично здоровими донорами, але характеризується практично однаковою ємністю з донорами. Показано також, що за умов розвитку ревматичної патології в імунокомпетентних клітинах інгібування активності №+, К-АТР-ази відбувається не за рахунок зменшення числа обертів ензиму, а за рахунок зниження спорідненості оуабаїнчутливої Na+, К-АТР-ази до АТР. Досліджено, що №+, К-АТР-аза лімфоцитів периферичної крові хворих на ревматоїдний артрит та анкілозивний спондилоартрит зберігає свої нативні рецепторні властивості -чутливість до інгібування оуабаїном не змінюється.
Відомо, що Са2+-помпа (calcium pump) є системою енергозалежного транспортування Са2+, робота якої забезпечується Са2+-транспортувальною, Mg2+-
залежною ATP-азою, яка здійснюється спряжений гідроліз ATP з транслокацією йонів Са2+ крізь мембрану. Важлива роль цієї транспортувальної системи у забезпеченні тонкої регуляції Са2+ гомеостазу в цитоплазмі визначається її високою спорідненістю до субстрату транспортування [126]. Са2+, Mg2+-ATP-аза всіх типів еукаріотичних клітин локалізована в плазматичній мембрані (PMCA) та мембранах сарко(ендо)плазматичного ретикулуму (SERCA). Са2+, Mg2+-ATP^, як і Na+, K+-ATP-аза належать до P-типу сімейств ATP-аз, що використовують енергію ATP для транспортування йонів проти їх електрохімічного градієнту крізь мембрану. Однією з головних функцій Са2+-помпи є підтримання низького базального рівня [Ca2],. Механізм роботи Са2+, Mg^-ATP-ази складається з 6 етапів і зводиться до циклу конформаційних змін, який обумовлений фосфорилюванням і
дефосфорилюванням ензиму і забезпечує
2+
транспортування двох йонів Са при гідролізі однієї молекули ATP [127, 128].
Наявність Са2+, Mg^-ATP^™! активності в лімфоцитах було продемонстровано дослідниками раніше [129, 130]. В результаті проведених власних досліджень встановлено, що Са2+, Mg^-ATP-азна активність плазматичної мембрани і мембран ЕПP лімфоцитів периферичної крові у практично здорових осіб становить 3,06+0,42 і 2,34+0,2 мкмоль P/хв-мг білка відповідно. Виявлено достовірне зниження Са2+, Mg^-ATP^™! активності в лімфоцитах
периферичної крові хворих на ревматоїдний артрит та анкілозивний спондилоартрит у порівнянні з практично здоровими донорами, що свідчить про зростання [Ca2 ]; в цитозолі лімфоцитів за умов розвитку ревматичної патології.
Експериментальні дані також показали, що за відсутності ATP і рН = 7 Са2+-помпа функціонує як електрогенний Са2+-Н+-обмінник (Cа2+-Н+-exchanger) зі стехіометрією 1:1 (обмінюючи Са2+ на Н+) [131]. Са2+-Н+-обмінник поширений у незбудливих клітинах. Aнтипорт протонів Ы+ в цитоплазму при виведенні Са2+ назовні клітини може викликати підвищення pH цитоплазми, а також змінювати спорідненість Са-звязувальних білків до йонів Са2+ [132, 133]. Са2+-Н+-обмінник ідентифікований у цитоплазматичній мембрані лімфоцитів [134].
Са2+-Н+-обмінник присутній також у внутрішній мітохондріальній мембрані, де функціонує в електронейтральному режимі зі стехіометрією обміну 1Са2+:2Н+. Мітохондрії вивільнюють Са2+ через антипортер в обмін на протон. Tакий Са2+ цикл вважають важливим у регуляції клітинної та внутрішньомітохондріальної концентрації Са2+ [135137]. Важлива функціональна роль мітохондріального Са2+-Н+-обмінника у процесах клітинної відповіді на
антиген була підтвержена на клітинних лініях DT40 і A20 B-лімфоцитів [138].
Na+-Ca2+-обмінник (Na+-Ca2+ exchanger, NCE) плазматичної мембрани виводить Ca2+ з цитоплазми у зовнішньоклітинне середовище проти його електрохімічного градієнта, використовуючи енергію електрохімічного Na-градієнта. Напрям перенесення визначається характером розподілу йонів N+ та Са2+, а швидкість перенесення контролюється фізико-хімічним станом мембрани і активністю цAМФ-залежної протеїнкінази [139, 140]. Оскільки
функціонування обмінника залежить від Na+- і Ca2+-градієнтів, то за умови зростання [Na+] він може працювати у реверсному режимі. Na+-Ca2+-обмінник володіє порівняно невисокою аффінністю до Са2+ [141]. Припускають, що активація цієї Ca2+-транспортувальної системи відбувається в початковий момент збудження клітини.
Наявність Na+-Ca2+-обмінника в лімфоцитах підтверджена на везикулах лімфоцитів кроликів [146], периферичних T-лімфоцитах людини і клітин лінії Jurkat [142-145]. Модулювання [Ca+] за участю цієї транспортувальної системи є важливим компонентом в активації та проліферації лімфоцитів [143].
Стехіометрія Na+-Ca2+ обмінної системи не є кінцево встановлена. На факт, що даний процес є електрогенним вказує те, що стехіометрія повинна бути більша ніж 2Na+/Ca2+. Провівши дослідження, Шеу і Фазард встановили значення стехіометричного коефіцієнта, що приблизно дорівнювало 2,5. Pitts та співавтори, вимірявши потоки катіонів Na+ та Ca2+ крізь мембрану, визначили, що стехіометричний показник Na+-Ca2+-обмінника становить 3; таке ж значення встановлено для ембріональних клітин в’юна [146-148]. Reeves та Hale використавши компенсаційний вимірювальний (null-point) метод, визначили стехіометрію обмінника як 3Na+:Ca2+ [147, 149].
^+-Н+-обмінник (Na+-H+ exchanger, NHE) -інтегральний мембранний білок присутній у плазматичній мембрані всіх тваринних клітин. Ця транспортувальна система здійснює обмін
зовнішньоклітинного Na+ на внутрішньоклітинні протони в стехіометричному співвідношенні 1:1, використовуючи енергію натрієвого градієнту. Цей обмінник може також працювати і у реверсному режимі для відновлення балансу йонів Na+ за рахунок внутрішньоклітинної ацидифікації [150].
В тваринних клітинах існує 9 ізоформ білків Na+-H -обмінника (NHE-1 - NHE-9) [151], які локалізовані та функціонують у плазматичній мембрані клітин так і в мембранах органел. Лімфоцити людини експресують мPНK NHE-1 ізоформи Na+-H+ -обмінника [152]. Na -H -обмінник відіграє важливу роль в регуляції клітинного об'єму лімфоцитів і підтриманні pH-гомеостазу цитоплазми [153]. Показано [154], що трансмембранний обмін йонів Na+ на H+ в лейкоцитах залежить від [Na+]e, рівня pH у цитоплазмі і є амілоридом-чутливим. Показано, що
Na-H-обмінник лімфоцитів володіє високою активністю в лімфоцитах, а його максимальна активність спостерігається при pH клітини 6,0-6,2 [153].
Крім Na -H -обмінника важлива роль у підтриманні і регулюванні pH клітини належить електронейтральному CF-HCO^-обміннику. Крім, цього обміннику належить важлива роль в регуляції клітинного об’єму та підтриманні мембранного потенціалу. Na -залежний Cr-HCO^-обмінник (Na+-dependent Cl--HCO3- exchanger, NCHE) транспортує йони Na+ і HCO3- у клітини (симпорт) та Cl- назовні, ефективно нейтралізуючи клітинну ацидифікацію [155]. Na-незалежний Cr-HCO^-обмінник (Na+-independent Cl--HCO3- exchanger, CHE) напомповує аніони Cl- в клітину і випомповує HCO3--аніони назовні (антипорт) та бере участь у процесі нормалізації pH після алкалізації клітин, запобігаючи надмірному зростанню рН у цитозолі [156].
Функціонування Na-залежного Cl--HCO3--обмінника було підтверджено експериментально у лімфоцитах людини [157-159] і щурів [160]. Na+-незалежний Cl-- HCO3--обмінник також присутній у лімфоцитах [159, 161, 162].
У плазматичній мембрані T- і B-лімфоцитів також ідентифіковано Са2+-незалежну базальну Mg2+-ATP-азу (Ca2+-independent basalATPase activity) або “екто”-ATP-азу (ecto-ATPase) [163, 164]. Вважають, що функціональна роль цього ензиму пов’язана з транспортуванням протонів. Інгібування базальної Mg^-ATP-ази пригнічує секрецію цитокінів і цитотоксичну активність T-лімфоцитів [164].
Ще однією транспортувальною системою, що регулює і підтримує рН-гомеостаз цитоплазми є Н+-ATP-азна помпа мітохондрій (electrogenic H+ transporting system) або протонна ATP-аза, ATP-синтаза, F0F1-ATP-аза. ATP-синтаза забезпечує спряжений синтез ATP із AДP і неорганічного фосфату з електрохімічним трансмембранним
потенціалом протонів А^Я+. Синтез ATP здійснюється при транслокації Ы+ за градієнтом їх електрохімічного потенціалу (із міжмембранного прострору в матрикс мітохондрій). Pобота ATP-синтази, як спряженого механізму, є оборотною; ензим може проводити гідроліз ATP для генерації
А^Я+, переносячи протони проти їх електрохімічного концентраційного градієнта. Напрям роботи ензиму (ATP-синтазна чи ATP-азна реакція)
визначається зміною балансу між рівнем А^Я+ і відношенням концентрації ATP до AAP і P, [165, 166].
Показано, що T-лімфоцити володіють Cd2-, Zn2+-чутливим електрогенним механізмом акумуляції H+ в мітохондрії, який активується арахідоновою кислотою. Проте, цитохром Ь558 - мембранний компонент оксидази не ідентифікований. Припускають, що Н+-транспортувальний механізм є структурно незалежним від NADPH оксидази -
мультимолекулярного ензимного комплексу, який є компонентом дихального ланцюга мітохондрій [167]. Функціонування цієї ензиматичної системи
? ^ • гл 2+
пов язане з транспортуванням йонів Са крізь
мембрани мітохондрій. Перенесення йонів Са2+ з цитозоля в мітохондріальний матрикс має
електрофоретичну природу, а його рушійною силою є трансмембранна різниця електричного потенціалу на внутрішній мітохондріальній мембрані. Йони Са2+ акумулюються мітохондріями за рахунок електрохімічного трансмембранного потенціалу
протонів А^Я+, який генерується на внутрішній
мітохондріальній мембрані АТР-синтазою. Цей
2+ 2+
механізм отримав назву Са -уніпортеру (Ca -
uniporter, CU) або Mg, АТР-залежного накопичення
Са2+ мітохондріями. Ця система володіє незначною в
2+
порівнянні зі іншими енергозалежними Са -транспортувальними системами спорідненістю до субстрату перенесення, що компенсується високою швидкістю його роботи. Тому Са2+-уніпортеру належить провідна роль у швидкому реагуванні на раптове підвищення Са2+ в цитозолі [168, 169]. Са2+-уніпортер виявлений в мітохондріях лімфоцитів [34].
Показано [170], що пермеабілізовані дигітоніном
2+
тимоцити здатні накопичувати Са з середовища
інкубації, причому початкова швидкість акумуляції
2+ 2+
Са Са -транспортувальними системами мітохондрій значно вища ніж в ЕПР.
Перевантаження мітохондріального матриксу
2+
йонами Са активує циклоспоринчутливу
мітохондріальну пору (permeability transition pore, PTP). В результаті оксидативного стресу в інтактних
лімфоцитах індукується відкриття мітохондріальної
2+
пори, що веде до швидкого вивільнення Са з мітохондрій в цитозоль [171]. Показано [172], що Са2+-сигналізація в Т-лімфоцитах зрілих мишей є ослабленою внаслідок активації мітохондріальної пори.
^+-К+-СГ-котранспортер (Na+-K+-Cl--
cotransporter, NKCC) є одним з головних йон-транспортувальних білків, який знайдено майже у всіх типах клітин ссавців [173]. Оскільки рушійною силою №+-К+-СГ-котранспортера є об’єднання хімічних градієнтів йонів Na+, Cl- та К+, то будь-які зміни у їхній внутріклітинній концентрації змінюють напрямок рушійної сили котранспорту. Іншим механізмом впливу на функціонування Na+-K+-Cl--котранспортера є регулювання внутрішньоклітинним Cl-, який у фізіологічному інтервалі концентрацій і вище інгібує білок. Активність котранспортера збільшується із зниженням [Cl-] г- та зменшується при її зростанні. Такий ефект може пояснюватись й зменшенням фосфорилювання [174]. Механізм роботи №+-К+-0--котранспортера є електронейтральним, а головну роль, яку виконує білок - це підтримання значення внутрішньоклітинної концентрації Cl-, генерування осмотичного градієнту, який керує рухом води переважно у епітеліальних клітинах, а також
регулювання клітинного об’єму [174-176]. Крім того, Панет та співавтори [177] на лімфоцитах встановили, що Na-K-Cr-котранспортер контролює ERK/MAPK сигнальний шлях, а також опосередковані котранспортером потоки йонів Na+ та K+ відіграють ключову роль у контролі нормальної клітинної проліферації.
Літл та співавтори запропонували модель роботи Na+, 2Cl-, K-котранспортеру, який здійснює перенесення йонів у такій послідовності: зовні
першим зв’язується один катіон Na+, потім один аніон Cl-, наступним є катіон К+ і завершує „завантаження” один аніон Cl-. Всередині клітини вивільнення йонів відбувається у такому порядку: Na+, Cl-, К+, Cl-. Лише звільнена форма може обертатись на зовні щоб почати новий цикл роботи. За нормальних умов для більшості клітин всі три йони переміщуються у клітину із співвідношення 1Na+:2Cl-:1K+, та 2Na+:3Cl-:1K+ для аксона кальмара. На функціонування цієї транспортувальної системи не впливає зміна мембранного потенціалу [173, 178-179].
Tаким чином, у нашій роботі охарактеризовано властивості та функції тих йон-транспортувальних систем лімфоцитів людини, що здійснюють транспортування йонів, нерівномірний розподіл яких по обидві сторони плазматичної мембрани створює різницю потенціалів, що є головною умовою існування живого. Aкцентовано увагу на особливостях йон-транспортувальних систем лімфоцитів, що відіграють важливу роль у забезпечені їх життєдіяльності, а саме в їх активації, мітогенезі, цитотоксичності та регулюванні клітинного об’єму. Продемонстровано, що прецезійний контроль внутрішньоклітинного pH, величина якого впливає на здатність клітини нормально функціонувати, та йонного гомеостазу забезпечується суперпозицією всіх йон-транспортувальних систем лімфоцитів.
Література
1. Божкова В.П. Pоль клеточной поверхности в стимуляции размножения клеток // Онтогенез. - 19В6. - T. 17, № 5. -С. 453-469.
2. De Queiroz FM., Ponte C.G., Bonomo A., Vianna-Jorge R., Suarez-Kurtz G. Study of membrane potential in T lymphocytes subpopulations using flow cytometry // BMC Immunology. -200В. - Vol. 9. - P. 63-74.
3. Гжегоцький М.Р., Заячківська О.С. Система крові. Фізіологічні та клінічні основи // Львів: Світ, 2001. - 173 c.
4. Луговський С.П. Зміни активності ферментного спектра лімфоцитів периферійної крові при свинцевій інтоксикації (цитохімічне дослідження) // Лабораторна діагностика. -
2002. - № 2. - С. 29-32.
5. Мельников А.А., Викулов А.Д., Багракова С.В., Турчанинов СЮ. Гемостаз, липидный обмен и реологические свойства крови у спортсменов // Гематология и трансфузиология. -
2002. - № 6. - С. 39-42.
6. Мустафина Ж.Г., Краморенко Ю.С., Кобцева В.Ю. Интегральные гематологические показатели в оценке иммунологической реактивности организма у больных с
офтальмопатологией // Клин. лаб. диагностика. - 1999. -№ 5. - С. 47-49.
7. De Coursey T.E., Chandy K.G., Gupta S., Cahalan M.D. Voltage gated K+ channels in human T lymphocytes: a role in mitogenesis? // Nature. - 1984. - Vol. 307. - P. 465-468.
8. Cahalan M.D., Chandy K.G., De Coursey T.E., Gupta S.A. Voltage gated potassium channel in human T lymphocytes // J. Physiol. - 1985. - Vol. 358. - P. 197-237.
9. Lewis R.S., Cahalan M.D. The plasticity of ion channels: parallels between the nervous and immune systems // Trends Neurosci. - 1988. - Vol. 11. - P. 214-218.
10. De Coursey T.E., Chandy K.G., Gupta S., Cahalan M.D. Two types of potassium channels in murine T lymphocyte // J. Gen. Physiol. - 1987. - Vol. 89. - P. 379-404.
11. Lewis R.S., Cahalan M.D. Subset-specific expression of potassium channels in developing murine T lymphocytes // Science. - 1988. - Vol. 239. - P. 771-775.
12. Verheugen J.A., Vijverberg H.P., Oortgiesen M., Cahalan M.D. Voltage-gated and Ca2+-activated K+ channels in intact human T lymphocytes. Noninvasive measurements of membrane currents, membrane potential, and intracellular calcium // J. Gen. Physiol.
- 1995. - Vol. 105. - P. 765-794.
13. Maltsev V.A. Oscillating and triggering properties of T cell membrane potential // Immunol. Lett. - 1990. - Vol. 26.
- P. 277-282.
14. CahalanM.D., ChandyK.G. Ion channels in the immune system as targets for immunesuppression // Curr. Opin. Biotechnol. -1997. - Vol. 8. - P. 749-756.
15. BrentL.H., Butler J.I., Woods W.T., Bubien J.K. Transmembrane ion conductance in human B lymphocyte activation // J. Imunol.
- 1990. - Vol. 145. - P. 2381-2389.
16. Chandy K.G., De Coursey T.E., CahalanM.D., Mc Laughlin C., Gupta S. Voltage-gated potassium channels are required for human T lymphocyte activation. - J. Exp. Med. - 1984. - Vol. 160. - P. 369-374.
17. Rader R.K., Kahn L.E., Anderson G.D., Martin C.L., Chinn K.S., Gregory S.A. T cell activation is regulated by voltage-dependent and calcium-activated potassium channels // J. Immunol. - 1996.
- Vol. 156. - P. 1425-1430.
18. Nguyen A., Kath J.C., Hanson D.C. Biggers M.S., Canniff P.C., Donovan C.B., Mather R.J., Bruns M.J., Rauer H., Aiyar J., Lepple-Wienhues A., Gutman G.A., Grissmer S., Cahalan M.D., Chandy K.G. Novel nonpeptide agents potently block the C-type inactivated conformation of Kv1.3 and suppress T cell activation // Mol. Pharm. - 1996. - Vol. 50. - P. 1672-1679.
19. Koo G.C., Blake J.T., Talento A. Blockade of the voltage-gated potassium channel Kv1.3 inhibits immune responses in vivo // J. Immunol. - 1997. - Vol. 158. - P. 5120-5128.
20. Kath J.C., Hanson D.C., Chandy K.G. T lymphocyte potassium channel blockers // Ann. Reports in Med. Chem. - 1997. - Vol.
32. - P. 181-190.
21. Chandy K.G., De Coursey T.E., CahalanM.D., McLaughlin C., Gupta S. Voltage-gated potassium channels are required for human T lymphocyte activation // J. Exp. Med. - 1984. - Vol.
160. - P. 369-385.
22. Chung I., Schlichter L.C. Native Kv1.3 channels are upregulated by protein kinase C // J. Mebrm. Biol. - 1997. - Vol. 156.
- P. 73-85.
23. Lewis R.S., Cahalan M.D. Potassium and calcium channels in lymphocytes // Ann. Rev. Immunol. - 1995. - Vol. 13.
- P. 623-653.
24. Verheugen J.A., Korn H. A charybdotoxin-insensitive conductance in human T lymphocytes: T cell membrane potential is set by distinct K+ channels // J. Physiol. - 1997. -Vol. 503. - P. 317-331.
25. Grissmer S., Nguyen A.N., Cahalan M.D. Calcium-activated potassium channels in resting and activated human T lymphocytes // J. Gen. Physiol. - 1993. - Vol. 102. - P. 601-630.
26. Grissmer S., Lewis R.S., Cahalan M.D. Ca(2+)-activated K+ channels in human leukemic T cells // J. Gen. Physiol. - 1992. -Vol. 99. - P. 63-84.
27. Srivastava S., Li Z., Ko K., Choudhury P., Albaqumi M., Johnson A.K., Yan Y., Backer J.M., Unutmaz D., Coetzee W.A., SkolnikE.Y. Histidine phosphorylation of the potassium channel KCa3.1 by nucleoside diphosphate kinase B is required for activation of KCa3.1 and CD4 T cells // Mol. Cell. - 2006. -Vol. 24. - P. 665-675.
28. Srivastava S., Zhdanova O., Di L., Zhai Li Z., Albaqumi M., Wulff H., Skolnik E. Protein histidine phosphatase 1 negatively regulates CD4 T cells by inhibiting the K+ channel KCa3.1 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2008. - Vol. 105.
- P. 14442-14446.
29. Revankar C.M., Advani S.H., Naik N.R. Altered Ca2+ homeostasis in polymorphonuclear leukocytes from chronic myeloid leukaemia patients // Mol. Cancer. - 2006. - Vol. 275. -P. 55-65.
30. Dolmetsch R.E., Lewis R.S., Goodnow C.C., Healy J.I. Differential activation of transcription factors induced by Ca2+ response amplitude and duration. Nature. - 1997. - Vol. 386.
- P. 855-858.
31. Feske S., Gwack Y., Prakria M., Srikanth S., Puppel S.H., Tanasa B., Hogan P.G., Lewis R.S., Daly N., Rao A. A mutation in Orail causes immune deficiency by abrogating CRAC channel function // Nature. - 2006. - Vol. 441. - P. 179-185.
32. Gwack Y., Feske S., Srikanth S., Hogan P.G., Rao A. Signalling to transcription: store-operated Ca2+ entry and NFAT activation in lymphocytes // Cell Calcium. - 2007. - Vol. 42. - P. 145-156.
33. Guse A.H. Ca2+ signalling in the T-lymphocytes // Crit. Rev. Immunol. - 1998. - Vol. 18. - P. 419-448.
34. Feske S. Calcium signalling in lymphocyte activation and disease // Nat. Rev. Immunol. - 2007. - Vol. 7. - P. 690-702.
35. Hoth M., Penner R Depletion of intracellular calcium stores activates a calcium current in mast cells // Nature. - 1992. - Vol. 355. - P. 353-356.
36. Zweifach A., Lewis R.S. Mitogen-regulated Na+ current of T lymphocytes is activated by depletion of intracellular Ca2+ stores // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. - 1993. - Vol. 90. - P. 6295-6299.
37. Le Deist F., Hivroz C., Partiseti M., Thomas C., Buc H., Oleastro M., Belohradsky B., Choquet D., Fischer A. A primary T-cell immunodeficiency associated with defective transmembrane calcium influx // Blood. - 1995. - Vol. 85.
- P. 1053-1062.
38. Berridge M.J. Calcium signalling and cell proliferation // BioEssays. - 1995. - Vol. 17. - P. 491-500.
39. Liu X., Ambudkar I.S. Characteristics of a store-operated calcium-permeable channel. Sarcoendoplasmic reticulum calcium pump function controls channel gating // J. Biol. Chem.
- 2001. - Vol. 276, Is. 32. - P. 29891-9898.
40. Lewis R.S., Cahalan M.D. Mitogen-induced oscillations of cytosolic Ca2+ and transmembrane Ca2+ current in human leukemic T cells // Cell Regul. - 1989. - Vol. 1. - P. 99-112.
41. Zweifach A., Lewis R.S. Mitogen-regulated Ca2+ current of T lymphocytes is activated by depletion of intracellular Ca2+ stores // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1993. - Vol. 90. - P. 62956299.
42. Brereton HM., Harland M.L., Froscio M., Petronijevic T., Barritt G.J. // Novel variants of voltage-operated calcium channel a1-subunit transcripts in a rat liver-derived cell line: deletion in the IVS4 voltage sensing region // Cell Calcium. -Vol. 22, Iss. 1. - 1997. - P. 39-52.
43. Bubien J.K., Kirk K.L., Rado T.A. Cell cycle dependence of chloride permeability in normal and cystic fibrosis lymphocytes // Science. - 1990. - Vol. 248. - P. 1416-1419.
44. Chen J.H., Shulman H., Garden P.A. cAMP-regulated chloride channels in lymphocytes that is affected in cystic fibrosis // Science. - 1989. - Vol. 243. - P. 657-660.
45. Cahalan M.D., Lewis R.S. Role of potassium and chloride channels in volume regulation by T lymphocytes // In Cell Physiology of Blood. New York: Rockefeller University Press. -1988. - P. 282-301.
46. Cahalan M.D., Lewis R.S. Regulation of chloride channels in lymphocytes // In Current Topics in Membranes. - 1994. - Vol.
42. - P. 103-129.
47. Kerschbaum H.H., Negulescu P.A., Cahalan M.D. Ion channels, Ca2+ signaling, and reporter gene expression in antigen-specific mouse T cells // J. Immunol. - 1997. - Vol. 159. - P. 1628-1638.
48. Phipps D.J., Branch D.R., Schlichter L.C. Chloride-channel block inhibits T lymphocyte activation and signaling // Cell Signal. - 1996. - Vol. 8. - P. 141-149.
49. Ross P.E., Garber S.S., Cahalan M.D. Membrane chloride conductance and apacitance in Jurkat T lymphocytes during osmotic swelling // Biophys. J. - 1994. - Vol. 66. - P. 169-178.
50. Lewis R.S., Ross P.E., Cahalan M.D. Chloride channels activated by osmotic stress in T lymphocytes // J. Gen. Physiol. -1993. - Vol. 101. - P. 801-826.
51. Hoffmann E.K., Lambert I.H., Pedersen S.F. Physiology of cell
volume regulation in vertebrates // Physiol. Rev. - 2009.
- Vol. 89. - P. 193-277.
52. Lewis R.S., Cahalan M.D. Ion channels and signal transduction
in lymphocytes // Annu. Rev. Physiol. - 1990. - Vol. 52.
- P. 415-430.
53. Nilius B., Eggermont J., Voets T., Buyse G., Manolopoulos V., Droogmans G. Properties of volume-regulated anion channels in mammalian cells // Progr. Biophys. and Molec. Biol. - 1997. -Vol. 68. - P. 69-119.
54. Strange K., Emma F., Jackson P.S. Cellular and molecular physiology of volume-sensitive anion channels // Amer. J. Physiol. - 1996. - Vol. 270. - P. 711-730.
55. Deutsch C., Lee S.C. Cell volume regulation in lymphocytes // Ren. Physiol. Biochem. - 1988. - Vol. 11. - P. 260-276.
56. Ross P.E., Cahalan M.D. Ca2+ influx pathways mediated by swelling or stores depletion in mouse thymocytes // J. Gen. Physiol. - 1995. - Vol. 106. - P. 415-444.
57. Prakriya M., Lewis R.S. Separation and characterization of currents through store-operated CRAC channels and Mg2+-inhibited cation (MIC) channels // J. Gen. Physiol. - 2002.
- Vol. 119. - P. 487-507.
58. Hermosura M.C., Monteilh-Zoller M.K., Scharenberg AM., Penner R., Fleig A. Dissociation of the store-operated calcium current I(CRAC) and the Mg-nucleotide-regulated metal ion current MagNuM // J. Physiol. - 2002. - Vol. 539. - P. 445-458.
59. Kozak J.A., Kerschbaum H.H., Cahalan M.D. Distinct properties of CRAC and MIC channels in RBL cells // J. Gen. Physiol. -
2002. - Vol. 120. - P. 221-235.
60. Fomina A.F., Fanger CM., Kozak J.A., Cahalan M.D. Single channel properties and regulated expression of Ca2+ release-activated Ca2+ (CRAC) channels in human T cells // J. Cell. Biol.
- 2000. - Vol. 150. - P. 1435-1444.
61. Jin J., Desai B.N., Navarro B., Donovan A., Andrews N.C., Clapham D.E. Deletion of Trpm7 disrupts embryonic development and thymopoiesis without altering Mg2+ homeostasis // Science. - 2008. - Vol.322. - P. 756-760.
62. Kerschbaum H.H., Kozak J.A., Cahalan M.D. Polyvalent cations as permeant probes of MIC and TRPM7 pores // Biophys. -
2003. - Vol. 84. - P. 2293-2305.
63. Kozak J.A., Matsushita M., Nairn A.C., Cahalan M.D. Charge screening by internal pH and polyvalent cations as a mechanism for activation, inhibition, and rundown of TRPM7/MIC channels // J. Gen. Physiol. - 2005. - Vol. 126. - P. 499-514.
64. Kozak J.A., Cahalan M.D. MIC channels are inhibited by internal divalent cations but not ATP // Biophys. J. - 2003. -Vol. 84. - P. 922-927.
65. Schmitz C., Perraud A.L., Johnson C.O., Inabe K., Smith M.K., Penner R., Kurosaki T., Fleig A., Scharenberg AM. Regulation of vertebrate cellular Mg2+ homeostasis by TRPM7 // Cell. -
2003. - Vol. 114. - P. 191-200.
66. Fraser S.P., Dissa J.K., Lloyda L.J., Pani F., Chioni AM., George A.J., DjamgozM.B. T-lymphocyte invasiveness: control by voltage-gated Na channel activity // FEBS Lett. - 2004. -Vol. 569. - P. 191-194.
67. Lai Z.F., Chen Y.Z., Nishimura Y., Nishi K. An amiloride-sensitive and voltage-dependent Na1 channel in an HLA-DR-restricted human T cell clone // J. Immunol. - 2000. - Vol. 165.
- P. 83-90.
68. Bubien J.K., Warnock D.G. Amiliride-sensitive sodium conductance in human B lymphoid cells // Am. J. Physiol. -1993. - Vol. 265. - P.C1175-C1183.
69. Freedman B.D., Fleischmann B.K., Punt J.A., Gaulton G., Hashimoto Y., Kotlikoff M.I. Identification of Kv1.1 expression by murine CD4)CD8) thymocytes. A role for voltage-dependent K+ channels in murine thymocyte development // J. Biol. Chem.
- 1995. - Vol. 270. - P. 22406-22411.
70. Liu Q.H., Fleischmann B.K., Hondowicz B., Maier C.C., Turka L.A., Yui K., Kotlikoff M.I., Wells A.D., Freedman B.D. Modulation of Kv channel expression and function by TCR and costimulatory signals during peripheral CD4+ lymphocyte differentiation // J. Exp. Med. - Vol. 2002. - Vol. 196.
- P. 897-909.
71. Pottosin I.I., Bonales-Alatorre E., Valencia-Cruz G., Mendoza-Magana M.L., Dobrovinskaya O.R. TRESK-like potassium channels in leukemic T cells // Pflugers Arch. - 2008.
- Vol. 456. - P. 1037-1048.
72. Meuth S.G., Bittner S., Meuth P., Simon O.J., Budde T., Wiendl H. TWIK-related acid-sensitive K+ channel 1 (TASK1) and TASK3 critically influence T lymphocyte effector functions // J. Biol. Chem. - 2008. - Vol. 283. - P. 14559-14570.
73. Jager H., Adelman J.P., Grissmer S. SK2 encodes the apamin-sensitive Ca2+- ctivated K+ channels in the human leukemic T cell line Jurkat // FEBS Lett. - 2000. - Vol. 469. - P. 196-202.
74. Beck A., Kolisek M., Bagley L.A., Fleig A., Penner R. Nicotinic acid adenine dinucleotide -phosphate and cyclic ADP-ribose regulate TRPM2 channels in T lymphocytes // FASEB J. - 2006.
- Vol. 20. - P. 962-964.
75. Badou A., Basavappa S., Desai R., Peng Y.Q., Matza D., Mehal W.Z., Kaczmarek L.K., Boulpaep E.L., FlavellR.A. Requirement of voltagegated calcium channel beta4 subunit for T lymphocyte functions // Science. - 2005. - Vol. 307. - P. 117-121.
76. Kotturi M.F., Hunt S. V., Jefferies W.A. Roles of CRAC and Cav-like channels in T cells: more than one gatekeeper? // Trends Pharmacol. Sci. - 2006. - Vol. 27. - P. 360-367.
77. Stokes L., Gordon J., Grafton G. Non-voltagegated L-type Ca2+ channels in human T cells: pharmacology and molecular characterization of the major alpha pore-forming and auxiliary beta-subunits // J. Biol. Chem. - 2004. - Vol. 279.
- P. 19566-19573.
78. Feske S., Prakriya M., Rao A., Lewis R.S. A severe defect in CRAC Ca2+ channel activation and altered K+ channel gating in T cells from immunodeficient patients // J. Exp. Med. - 2005. -Vol. 202. - P. 651-662.
79. OmilusikK., Priatel J.J., ChenX., Wang Y.T., Xu H., Choi K.B., Gopaul R., Mclntyre-Smith A., Teh H.S., Tan R., Bech-Hansen N.T., Waterfield D., Fedida D., Hunt S.V., Jefferies W.A. The Ca(v)1.4 calcium channel is a critical regulator of T cell receptor signaling and naive T cell homeostasis // Immunity. - 2011. -Vol. 35, N. 3. - P. 349-60.
80. Qu B., Al-Ansary D., Kummerow C., Hoth M., Schwarz E.C. ORAI-mediated calcium influx in T cell proliferation, apoptosis and tolerance // Cell Calcium. - 2011. - Vol. 50, N. 3. - P. 261269.
81. Lombardi G., Dianzani C., Miglio G., Canonico L., Fantozzi R. Characterization of ionotropic glutamate receptors in human lymphocytes // Br. J. Pharmacol. - 2001. - Vol. 133, N. 6.
- P. 936-944.
82. Poulopoulou C., Markakis I., Davaki P., Nikolaou C., Poulopoulos, Raptis E., Vassilopoulos D. Modulation of voltage-gated potassium channels in human T lymphocytes by extracellular glutamate // Mol. Pharmacol. - 2005. - Vol. 67. -P. 856-867.
83. Костанян И.А., Наволоцкая Е.В., Нуриева Р.И., Завьялов В.П., Липкин В.М. Взаимодействие L-глутаминовой кислоты с Т-лимфоцитами человека // Биоорг. химия.
- 1997. - Т. 23, № 10. - С. 805-808.
84. Boldyrev A.A., Kazey V.I., Leinsoo T.A., Mashkina A.P., Tyulina O.V., Johnson P., Tuneva O., Chittur S., Carpenter D.O. Rodent lymphocytes express functionally active glutamate receptors // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2004. - Vol. 324.
- P. 133-139.
85. Khakh B.S., Burnstock G., Kennedy C. Current status of the nomenclature and properties of P2X receptors and their subunits // Pharmacol. Rev. - 2001. - Vol. 53. - P. 107-118.
86. Wiley J.S., Rong Chen R., WileyM.J., Jamieson G.P. The ATP4 receptor-operated ion channel of human lymphocytes: Inhibition of ion fluxes by amiloride analogs and by extracellular sodium ions // Archives of Biochemistry and Biophysics. - 1992.
- Vol. 292, N. 2. - P. 411-418.
87. Di Virgolio F. The P2Z purinoceptor: An intriguing role in immunity, inflammation and cell death // Immunology Today. -
1995. - Vol. 16. - P. 524-528.
88. Surprenant A., Rassendren F., Kawashima E., North R.A., Buell G. The cytolytic P2z receptor for extracellular ATP identified as a P2X receptor (P2X7) // Science. - 1996. - Vol. 272.
- P. 735-738.
89. Chen J.R., Jamieson C.P., Wxiley J.S. Extracellular ATP increases NH4+ permeability in human lymphocytes by opening a P2Z purinoceptor operated ion channel // Biochem. and Biophys. Res. Comm. - 1994. - Vol. 202. - P. 1511-1516.
90. Schwiebert EM. Underlying purinergic signaling contributes to T lymphocyte activation in tissue repair. Focus on shockwaves increase the T-cell proliferation and IL-2 expression through ATP release, P2X7 receptors, and FAK activation" // Am. J. Physiol. Cell Physiol. - 2010. - Vol. 298, N. 3. - P. C446-C447.
91. Lin C., Ren S., Zhang L., Jin H., Sun J., Zuo Y. Extracellular ATP induces CD44 shedding from macrophage-like P388D1 cells via the P2X7 receptor // Hematol. Oncol. - 2011.
92. North R.A. Molecular physiology of P2X receptors // Physiol. Rev. - 2002. - Vol. 82, N 4. - P. 1013-1067.
93. Pivovarov A.S., Saganelidze G.N. Ionic mechanisms underlying acetylcholine-, nicotine-, and muscarine-induced depolarization of Helix lucorum neuron RPa4 // Neurophysiology. - 2002. -Vol. 21, N. 3. - P. 215-222.
94. Caulfield M.P., Birdsall N.J. International union of pharmacology. Classification of muscarinic acetylcholine receptors // Pharmacol. Rev. - 1998. - Vol. 50, Is. 2.
- P. 279-290.
95. Conti-Fine B. M., Navaneetham D., Lei S., Maus A. D. Neuronal nicotinic receptors in non-neuronal cells: new mediators of tobacco toxicity? // Eur. J. Pharmacol. - 2000. - Vol. 393.
- P. 279-294.
96. Bronzetti E., Adani O., Amenta F., Felici L., Mannino F., Ricci A. Muscarinic cholinergic receptor subtypes in human peripheral blood lymphocytes // Neurosci. Lett. - 1996. - Vol. 20В, N. 3.
- P. 211-215.
97. Strom T., Sytkowski A., Carpenter C., Merrill J. Cholinergic augmentation of lymphocyte-mediated cytotoxicity. A study of the cholinergic receptor of cytotoxic T lymphocytes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1974. - Vol. 74. - P. 1330-1333.
9В. Hellstrom-Lindahl E., Nordberg A. Muscarinic receptor subtypes in subpopulations of human blood mononuclear cells as analyzed by RT-PCR technique // Ibid. - 1996. - Vol. 6В.
- P. 139-144.
99. Sato K.Z., Fujii T., Watanabe Y., Yamada S., Ando T., Kazuko F., Kawashima K. Diversity of mRNA expression for muscarinic acetylcholine receptor subtypes and neuronal nicotinic acetylcholine receptor subunits in human mononuclear leukocytes and leukemic cell lines // Neurosci Lett. - 1999.
- Vol. 266. - P. 17-20.
100. Lustig L.R., Peng H., Hiel H., Yamamoto T., Fuchs P.A. Molecular cloning and mapping of the human nicotinic acetylcholine receptor alpha10 (CHRNA10) // Genomics. -2001. - Vol. 73. - P. 272-2В3.
101. Kaлaшник О.М., Лихмус О.Ю., СкокМ.В., Kомicapенко С.В. Експресія та можливі функції нікотинових ацетилхолінових рецепторів В-лімфоцитах // Доповіді KAK України. - 2000.
- № 4. - С. 171-175.
102. SkokM.V., Grailhe R., Agenes F., Changeux J.P. The role of nicotinic acetylcholine receptors in lymphocyte development // J. Neuroimmunol. - 2006. - Vol. 171, N. 1-2. - P. В6-9В.
103. Hiemke C., Stolp M., Reuss S., Wevers A., Reinhardt S., Maelicke A., Schlegel S., Schroder H. Expression of alpha subunit genes of nicotinic acetylcholine receptors in human lymphocytes // Neurosci. Lett. - 1996. - Vol. 214. - P. 171-174.
104. Berridge M.J. Inositol trisphosphate and calcium signalling // Nature. - 1993. - Vol. 361. - P. 315-325.
105. Foskett J.K., White C., Cheung K.H., Mak D.O. Inositol trisphosphate receptor Ca2+ release channels // Physiol. Rev. -2007. - Vol. В7. - P. 593-65В.
106. HarnickD. J., Jayaraman T., Ma Y., Mulieri P., Go L. O., Marks A.R. The human type 1 inositol 1,4,5-trisphosphate receptor from T lymphocytes. Structure, localization, and tyrosine phosphorylation // J. Biol. Chem. - 1995. - Vol. 270.
- P. 2В33-2В40.
107.Miyakawa, T., Maeda, A.,Yamazawa, T., Hirose, K., Kurosaki, T., Iino, M. Encoding of Ca2+ signals by differential expression of IP3 receptor subtypes // Embo. J. - 1999. - Vol. 1В.
- P. 1303-130В.
10В. Finch E. A., Turner T. J., Goldin S. M. Calcium as a coagonist of inositol 1,4,5-trisphosphate-induced calcium release // Science. -1991. - Vol. 252. - P. 443-446.
109. Zucchi R., Ronca-Testoni S. The sarcoplasmic reticulum Ca2+
channel/ryanodine receptor: modulation by endogenous
effectors, drugs and disease states // Pharmacol. Reviews. -1997. - Vol. 49, №. 1. - P. 1-52.
110. Sorrentino V., Volpe P. Ryanodine receptors: how many, where and why? // Trends Pharmacol. Sci. - 1993. - Vol. 14.
- P. 9В-103.
111. Guse A. H., Berg I., da Silva C. P., Potter B. V., Mayr G. W. Ca2+ entry induced by cyclic ADP-ribose in intact T-lymphocytes // J. Biol. Chem. - 1997. - Vol. 272. - P. В546-В550.
112. Guse A.H., da Silva C. P., Berg I., Skapenko A. L.,Weber K., Heyer P., Hohenegger M., Ashamu G.A., Schulze-Koops H., Potter B. V., Mayr G. W. Regulation of calcium signalling in T lymphocytes by the second messenger cyclic ADP-ribose // Nature. - 1999. - Vol. 39В. - P. 70-73.
113. Schwarzmann N., Kunerth S., Weber K., Mayr, G. W., Guse A.H. Knock-down of the type 3 ryanodine receptor impairs sustained Ca2+ signaling via the T cell receptor/CD3 complex // J. Biol. Chem. - 2002. - Vol. 277. - P. 50636-50642.
114. Федоренко О.А., Волкова Т.М., Марченко С.М. Новий катіонний канал ядерної мембрани T-лімфоцитів // Фізіол. Журн. - 2006. - T. 52, №1. - C. 17-21.
115. Koksoy A.A. Na+, K+-ATPase // A review journal of Ankara medical school. - 2002. - Vol. 24, N. 2. - P. 73-В2.
116. Jorgensen P.L., Hakansson K.O., Karlish SJ. Structure and mechanisms of Na, K-ATPase: functional sites and their interactions // Annu. Rev. Physiol. - 2003. - Vol. 65.
- P. В17-В49.
117. Lingrel J. B., Kuntzweiler T. Na+, K+ -ATPase // The Journal of Biological Chemistry. - 1994. - Vol. 269. - P. 19659-19662.
11В. Forbush B., Kaplan J.H., Hoffman J.F. Characterization of a new photoaffinity derivative of ouabain: labeling of the large polypeptide and of a proteolipid component of the Na, K-ATPase // Biochemical Journal. - 197В. - Vol. 17.
- P. 3667-3676.
119. Павлов КВ., Соколов В.С. Электрогенный транспорт ионов Na+, K+-ATФазой // Биологические мембраны. - 1999.
- T. 16, № б. - С. 604-63В.
120. Lupfert C., Grell E., Pintschovius V., Apell J., Cornelius F., Clarke R. Rate limitation of the Na+, K+-ATPase pump cycle // Biophysical Journal. - 2001 - V. В1. - P. 2069-20В1.
121. Scarrone S., Balestrino M., Frassoni F., Pozzi S, Gandolfo C., Podesta M., Cupello A. Sex differences in human lymphocyte Na, K-ATPase as studied by labeled ouabain binding // Int. J. Neurosci. - 2007. - Vol. 117, N. 2. - P. 275-В5.
122. Therien A.G, Blostein R. Mechanisms of sodium pump regulation // Am. J. Physiol. Cell. Physiology. - 2000.
- Vol. 279, N. 3. - P. 541-566.
123. Лопина О.Д. Взаимодействие каталитической субъединицы Na+, K+-ЛTФазы с клеточными белками и другими эндогенными регуляторами // Биохимия. - 2001. - T. бб, № 10. - С. 1389-1400.
124. Аксенов Н.Д., Марахова И.И., Kapицкaя И.А., Васильева И.О., Стрелкова Е.Г. Долговременная регуляция №+, K+-насоса в лимфоцитах человека: роль JAK/STAT- и ^AP-киназных сигнальных путей // Цитология. - 200В. - T. 50, № 4. - С. 329-337.
125. Karitskaya I., Aksenov N., Vassilieva I., Zenin V., Marakhova I. Long-term regulation of Na, K-ATPase pump during T-cell proliferation // Pflugers. Arch. - 2010. - Vol. 460, N. 4.
- P. 777-7В9.
126. Gromadzinska E., Lachowicz L., Walkowiak B., Zylinska L. Calmodulin effect on purified rat cortical plasma membrane Ca(2+)-ATPase in different phosphorylation states // Biochim. Biophys. Acta. - 2001. - Vol. 1549, N. 1. - P. 19-31.
127. Sen P. Endogenous modulators in the regulation of ion transporting enzymes: structure, function, interactions, recent advancements and future perspectives // Advances in Biological Chemistry. - 2011. - Vol. 1. - P. 74-92.
12В. Stokes D., Green M. Structure and function of the calcium pump // Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. -
2003. - Vol. 32. - P. 445-46В.
129. Lichtman A.H., Segel G.B., Lichtman MA. Calcium transport and calcium-ATPase activity in human lymphocyte plasma
membrane vesicles // J. Biol. Chem. - 19В1. - Vol. 256, N. 12.
- P. 614В-6154.
130. Wuytack F., Papp B., Verboomen H., Raeymaekers L., Dode L., Bobe R., Enouf J., Bokkala S., Authi K.S., Casteels R. A sarco/endoplasmic reticulum Ca(2+)-ATPase 3-type Ca2+ pump is expressed in platelets, in lymphoid cells, and in mast cells // J. Biol. Chem. - 1994. - Vol. 269, N. 2. - P. 1410-1416.
131. Tadini-Buoninsegni F., Bartolommei G., MoncelliM.R., Guidelli R., Inesi G. Pre-steady state electrogenic events of Ca2+/H+ exchange and transport by the Ca2+-ATPase // J. Biol. Chem. -2006. - Vol. 2В1, N. 49. - P. 37720-37727.
132. Berridge M.J., Lipp P., Bootman M.D. The versatility and universality of calcium signaling // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. -2000. - Vol. 1, N. 1. - P. 11-21.
133. Hohenegger M., Berg I., Weigl L., Mayr G.W., Potter B.V., Guse A.H. Pharmacological activation of the ryanodine receptor in Jurkat T-lymphocyte. / Br. J. Pharmacol. - 1999. - Vol. 12В, N. 6. - P.1235-1240.
134. Bevza O.V., Kucherenko SM. Effect of H+ extracellular and intracellular buffering capacity on the activity Ca2+/H+ exchange in the lymphocyte plasma membrane // Ukr. Biokhim. Zh. -
1997. - Vol. 69, N. 5-6. - P. В5-91.
135. Brand M.D. Electroneutral efflux of Ca2+ from liver mitochondria // Biochem. J. - 19В5. - Vol. 225. - P. 413-419.
136. Дубицький Л., Вовканич Л., Щ^ивяк Н. Інгібіторний аналіз взаємодії катіонів металів з Са2+-Н+-обмінником ізольованих мітохондрій печінки // Вісник Львів. ун-ту. Серія біологічна. - 2003. - Вип. 32. - С. 172-177.
137. Jung D.W., BaysalK., Brierley G.P. Properties of the Na+-Ca2+ antiport of heart mitochondria // Ann. N.Y. Acad. - 1996.
- Vol. 779. - P. 553-555.
13В. Kim B., Takeuchi A, Koga O., Hikida M., Matsuoka S. Pivotal role of mitochondrial Na+-Ca2+ exchange in antigen receptor mediated Ca2+ signalling in DT40 and A20 B lymphocytes // The Journal of Physiology. - 2012. - Vol. 590. - P. 459-474.
139. Di Polo R., Beauge L. Characterization of the reverse Na/Ca exchange in squid axons and its modulation by Cai and ATP: Cai-dependent Nai/Cao and Nai/Nao exchange modes // J. Gen. Physiol. - 19В7. - Vol. 90. - P. 505-525.
140. Fischer K.G., Jonas N., Poschenrieder F., Cohen C., Kretzler M., Greiber S., Pavenstadt H. Characterization of a Na+-Ca2+ exchanger in podocytes // Nephrology Dialysis Transplantation.
- 2002. - Vol. 17. - P. 1742-1750.
141. Caroni P., Reinlib L., Carafoli E. Charge movements during the Na+-Ca2+ exchange in heart sarcolemmal vesicles // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 19В0. - Vol. 77, N. 11. - P. 6354-635В.
142. Ueda T. Na+/Ca2+ exchange activity in rabbit lymphocyte plasma membranes // Biochim. Biophys. Acta. - 19В3. - Vol. 734.
- P. 342-346.
143. WacholtzM.C., Cragoe E.J., Lipsky P.E. A Na+-dependent Ca2+ exchanger generates the sustained increase in intracellular Ca2+ required for T cell activation // J. Immunol. - 1992. - Vol. 149.
- P. 1912-1920.
144. WacholtzM.C., Cragoe E.J., Lipsky P.E. Delineation of the role of a Na+/Ca2+ exchanger in regulating intracellular Ca2+ in T cells // Cell. Immunol. - 1993. - Vol. 147. - P. 95-109.
145. Balasubramanyam M., Kimura M., Aviv A., Gardner J.P. Kinetics of Ca2+ transport across the lymphocyte plasma membrane // Am. J. Physiol. - 1993. - Vol. 265. - P. 321-327.
146. Pitts B.J. Stoichiometry of sodium-calcium exchange in cardiac sarcolemmal vesicles. Coupling to the sodium pump // J. Biol. Chem. - 1979. - Vol. 254, N. 14. - P. 6232-6235.
147. Reeves J.P., Hale C.C. The Stoichiometry of the cardiac sodium-calcium exchange system // J. Biol. Chem. - 19В4. - Vol. 259, N. 12. - P. 7733-7739.
14В. Іваницька З.Я., Личковський Е.І., Санагурський Д.І. Визначення значення стехіометричного показника Na+/Ca2+ обмінника для зародків холоднокровних // IV Mezinarodni Vedecko-Prakticka Konference «Vedecky Ptencial Sveta» Praha, 16-30 zafi 2007. - Praha, 2007. - C. 12.
149. Di Polo R., Beauge L. Sodium/calcium exchanger: influence of metabolic regulation on ion carrier interactions // Physiol. Rev. -2006. - Vol. В6. - P. 155-203.
150. Grinstein, S., Goetz J., Rothstein A. 23 Na+ fluxes in thymic lymphocytes. I. Na+/Na+ and Na+/H+ exchange through an amiloride-insensitive pathway // J. Gen. Physiol. - 19В4.
- Vol. В4, N. 4. - P. 565-5В4.
151. Counillon L., Pouysseґgur J. The expanding family of eucaryotic Na+/H+ exchangers // J. Biol. Chem. - 2000. - Vol. 275, N. 7.
- P. 1-4.
152. Quednau B., RosskopfD., Weiler-GuttlerH., Siffert W. Detection of Na+/H+exchanger mRNA in human neutrophils and lymphocytes using the polymerase chain reaction // FEBS Lett. -1991. - Vol. 2В9, Iss.2. - P. 221-223.
153. Strazzullo P., Canessa M. Kinetics of the human lymphocyte Na+-H+ exchanger // Clinical Science. - 1990. - Vol. 79, N. 5.
- P. 531-536.
154. Grinstein S., Goetz J.D., Furuya W., Rothstein A., Gelfand E.W. Amiloride-sensitive Na+-H+ exchange in platelets and leukocytes: detection by electronic cell sizing // Am. J. Physiol. Cell Physiol. - 19В4. - Vol. 247, N. 3. - P. 293-29В.
155. Reinertsen K., T0nnessen T., Jacobsen J., Sandvig K., Olsnes S. Role of chloride/bicarbonate antiport in the control of cytosolic pH. Cell-line differences in activity and regulation of antiport // J. Biol. Chem. - 19ВВ. - Vol. 263, N. 23. - P. 11117-11125.
156. Kurtz I., Golchini K. Na+-independent Cl--HCO3- exchange in Madin-Darby canine kidney cells. Role in intracellular pH regulation // J. Biol. Chem. - 19В7. - Vol. 262, N. 10.
- P. 4516-4520.
157. De la Rosa L.A., Cabado A.G., BotanaM.A., VieytesM.R., Vidal J.I., Botana L.M. Evidence for an electrogenic, negatively protein-kinase-A-modulated, Na+-dependent HCO3- transporter in human lymphocytes // Pflugers. Arch. - 1999. - Vol. 437, N. 6. - P. 935-943.
15В. Alper S.L., Kopito R.R., Libresco SM., Lodish, H.F. Cloning and characterization of a murine band 3-related cDNA from kidney and from a lymphoid cell line // J. Biol. Chem. - 19ВВ.
- Vol. 263. - P. 17092-17099.
159. Stakisaitis D., Lapointe M., Batlle D. Mechanisms of chloride transport in thymic lymphocytes // Am. J. Physiol. Renal. Physi.
- 2001. - Vol. 2В0. - P. F314-F324.
160. Redon J., Batlle D. Regulation of intracellular pH in the spontaneously hypertensive rat. Role of bicarbonate-dependent transporters // Hypertension. - 1994. - Vol. 23, N. 4.
- P. 503-512.
161. Garcia-Soto J.J., Grinstein S. Determinants of the transmembrane distribution of chloride in rat lymphocytes: role of Cl--HCO32- exchange // Am. J. Physiol. Cell Physiol. - 1990. -Vol. 25В. - P. 110В-1116.
162. Kay M.M., Cover C., Vollard C.H. Human erythroid band 3 “anion exchanger 1” is expressed in transformed lymphocytes // Cell Mol. Biol. - 1996. - Vol. 42. - P. 945-952.
163. Segel G.B., Ryan D.H., Lichtman M.A. Ecto-nucleotide triphosphatase activity of human lymphocytes: studies of normal and cLl lymphocytes // J. Cell Physiol. - 19В5. - Vol. 124, N. 3. - P. 424-432.
164. Dombrowski K.E., Ke Y., Brewer K.A., Kapp J.A. Ecto-ATPase: an activation marker necessary for effector cell function // Immunol. Rev. - 199В. - Vol. 161. - P. 111-11В.
activation of the mitochondrial permeability transition pore // Mech. Ageing. Dev. - 2002. - Vol. 123, N. 6. - P. 707-724.
173. Russell J.M. The sodium-potassium chloride cotransporter // Physiol. Rev. - 2000. - Vol. 80. - P. 211-276.
174. Suvatne J., Barakat A.I., O'Donnell M.E. Flow-induced expression of endothelial Na-K-Cl cotransport: dependence on K+ and Cl- channels // Am. J. of Physiol. Cell Physiol.. - 2001. -Vol. 280. - P. 216-227.
175. Breitwieser G.E., Altamirano A.A., Russell J.M. Osmotic stimulation of Na, K, Cl cotransport in squid giant axon is [Cl-] dependent // Am. J. Physiol. Cell. Physiol. - 1990. - Vol. 258.
- P. C749-C753.
176. Maglova L., Crowe W., Russell J. Perinuclear localization of Na-K-Cl-cotransporter protein after human cytomegalovirus infection // Am. J. Physiol. Cell Physiol. - 2004. - Vol. 286.
- P. C1324-C1334.
177. Panet R., Eliash M., PickM., Atlan H. Na+/K+/Cl cotransporter activates mitogen-activated protein kinase in fibroblasts and lymphocytes // J. Cell. Physiol. - 2002. - Vol. 190, Iss. 1.
- P. 227-237.
178. Hangil C., Fujita T. A kinetic model of the thiazide-sensitive Na-Cl cotransporter // Am. J. Physiol. - 1999. - Vol. 276.
- P. 952-959.
179. Mercado A., De Los Heros P., Vazquez N., Meade P., Mount D., Gamba G. Functional and molecular characterization of the K-Cl cotransporter of Xenopus laevis oocytes // Am. J. Physiol. Cell Physiol. - 2001. - Vol. 281. - P. 670-680.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИОН-ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ СИСТЕМ ЛИМФОЦИТОВ КРОВИ
Фафула Р.В., Федорович З.Я., Ефремова У.П., Личковский Е.И., Воробец З.Д.
Обобщены и проанализированы литературные данные относительно функционирования и свойств различных ион-транспортирующих систем лимфоцитов. Рассмотрены системы пассивного, первично- и вторично-активного транспортирование ионов в лимфоцитах. Представлены результаты собственных исследований относительно функционирования №+, К+-АТФ-азы и Са2+, Mg2+-АТФ-аз в лимфоцитах периферической крови, изменения их активностей в условиях развития ревматической патологии, а также кинетических свойств уабаин-чуствительной №+, К+-АТФ-азы.
Ключевые слова: лимфоциты, транспортирование ионов, ионные каналы, обменники, насосы.
FUNCTIONAL CHARACTERISTICS OF LYMPHOCYTES ION-TRANSPORTING SYSTEMS Fafula R., Fedorovych Z., Efremova U., Lychkovskyi E., Vorobets Z.
It was summarized and analyzed the literature data concerning the functioning and properties of different ion-transporting systems in lymphocytes. The passive, primary and secondary active ion transporting systems in lymphocytes have been described. The results of our research on the functioning of Na+, K+-ATP-ase and Ca2+, Mg2+-ATP-ase in peripheral blood lymphocytes, changes in their activities under condition of rheumatic diseases and kinetic properties uabain-sensitive Na+, K+-ATP-ase are presented.
Key words: lymphocyte, ions transport, ion channels, exchangers, pumps.
165. Gunter T.E., Buntinas L., Gunter K.K. The Ca2+ transport mechanisms of mitochondria and Ca2+ uptake from physiological type Ca2+ transients // Biochim. Biophys. Acta. -
1998. - Vol. 1399. - P. 5-15.
166. Gunter T., Gunter K. Uptake of calcium by mitochondria: Transport and Possible Function // Life. - 2001. - Vol. 52.
- P. 197-204.
167. Kaldi K., Szaszi K, Koncz G., Susztak K., Ligeti E. Arachidonic acid activatable electrogenic H+ transport in the absence of cytochrome b558 in human T lymphocytes // FEBS Lett. -
1996. - Vol. 381, N. 1-2. - P. 156-160.
168. Bernardi P. Mitochondrial transport of cations: channels, exchangers, and permeability transition // Physiol. Rev. - 1999. -Vol. 79, N. 4. - P. 1127-1155.
169. Kirichok Y., Krapivinsky G., Clapham D. The mitochondrial calcium uniporter is a highly selective ion channel // Nature. -
2004. - Vol. 427. - P. 360-364.
170. Гребинык Д.М., Гринюк И.И., Матышевская О.П. Исследование кальциевого гомеостаза в тимоцитах при апоптозе. II. Аккумуляция Са2+ митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом // Укр. бюх. журн. -
2005. - Т. 77, № 2. - С. 78-81.
171. Chernyak B. V. Induction of the non-selective mitochondrial pore in lymphoid cells. 2. Intact rat thymocytes // Biochemistry. -
1999. - Vol. 64, N. 8. - P. 922-928.
172.MatherM. W., Rottenberg H. The inhibition of calcium signaling in T lymphocytes from old mice results from enhanced
