Preview

Бюллетень сибирской медицины

Расширенный поиск

НАТРИЙ-КАЛИЙ-ХЛОР-КОТРАНСПОРТ В РЕГУЛЯЦИИ МИОГЕННОГО ТОНУСА СОСУДОВ

https://doi.org/10.20538/1682-0363-2014-6-165-173

Полный текст:

Аннотация

В статье рассматриваются принципы функционирования Na+,K+,2Cl–-котранспорта – трансмембранного ионного переносчика, осуществляющего электронейтральный симпорт натрия, калия и хлора, молекулярные механизмы его регуляции и физиологическое значение. Приводятся новые данные о роли универсальной изоформы Na+,K+,2Cl–-котранспортера (NKCC1) в регуляции сокращения гладких мышц сосудов, объема клеток и внутриклеточной концентрации хлора.

Об авторах

С. Н. Орлов
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва; Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск
Россия
Орлов Сергей Николаевич – доктор биологических наук, профессор биологического факультета


С. В. Кольцова
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва
Россия

Кольцова Светлана Викторовна – кандидат медицинских наук, биологический факультет



Я. Д. Анфиногенова
Сибирский государственный медицинский университет, Томск
Россия

Анфиногенова Яна Джоновна – доктор медицинских наук 



Л. В. Капилевич
Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск; Сибирский государственный медицинский университет, Томск
Россия

Капилевич Леонид Владимирович – доктор медицинских наук, профессор,



С. В. Гусакова
Сибирский государственный медицинский университет, Томск
Россия
Гусакова Светлана Валерьевна– доктор медицинских наук, доцент, зав. кафедрой биофизики и функциональной диагностики 


Л. В. Смаглий
Сибирский государственный медицинский университет, Томск
Россия

Смаглий Людмила Владимировна – кандидат медицинских наук



М. Б. Баскаков
Сибирский государственный медицинский университет, Томск
Россия

Баскаков Михаил Борисович – доктор медицинских наук, профессор



М. А. Медведев
Сибирский государственный медицинский университет, Томск
Россия

Медведев Михаил Андреевич – заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, зав. кафедрой нормальной физиологии



Список литературы

1. Hediger M.A., Romero M.F., Peng J.-B., Rolfs A., Ta-kanaga H., Bruford E.A. The ABCs of solute carriers: physiological, pathophysiological and therapeutic implications of human membrane transport protein // Pfluger Arch.- Eur. J. Physiol. 2004. № 447. P. 465–468.

2. Gamba G. Molecular physiology and pathophysiology of electroneutral cation-chloride cotransporters // Physiol. Rev. 2005. № 85. P. 423–493.

3. Orlov S.N., Mongin A.A. Salt sensing mechanisms in blood pressure regulation and hypertension // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2007. № 293. P. H2039–H2053.

4. Markadieu N., Delpire E. Physiology and pathophysiology of SLC12A1/2 transporters // Pfluger Arch.- Eur. J. Physiol. 2014. № 466. P. 91–105.

5. Lang F., Voelkl J. Theraupetic potential of serum and glucocorticoid inducible kinase inhibition // Expert Opin. Investig. Drugs. 2013. № 22. P. 701–714.

6. Gagnon F., Hamet P., Orlov S.N. Na+,K+ pump and Na+-coupled ion carriers in isolated mammalian kidney epithelial cells: regulation by protein kinase C // Can. J. Physiol. Pharmacol. 1999. № 77. P. 305–319.

7. Orlov S.N., Resink T.J., Bernhardt J., Buhler F.R. Na+-K+ pump and Na+-K+ co-transport in cultured vascular smooth muscle cells from spontaneously hypertensive rats: baseline activity and regulation // J. Hypertens. 1992. № 10. P. 733–740.

8. Smith J.B., Smith L. Na+/K+/Cl– cotransport in cultured vascular smooth muscle cells: stimulation by angiotensin II and calcium ionophores, inhibition by cyclic AMP and calmodulin antagonists // J. Membrane Biol. 1987. № 99. P. 51–63.

9. Orlov S.N., Tremblay J., Hamet P. Cell volume in vascular smooth muscle is regulated by bumetanide-sensitive ion transport // Am. J. Physiol. 1996. № 270. P. C1388–C1397.

10. Adragna N., White R.E., Orlov S.N., Lauf P.K. K-Cl cotransport in vascular smooth muscle and erythrocytes: possible implication in vasodilation // Am. J. Physiol. 2000. № 278. P. C381–C390.

11. Gagnon F., Orlov S.N., Tremblay J., Hamet P. Complete inhibition of Na+,K+,Cl– cotransport in Madin-Darby canine kidney cells by PMA-sensitive protein kinase C // Biochim. Biophys. Acta. 1998. № 1369. P. 233–239.

12. Gagnon F., Dulin N.O., Tremblay J., Hamet P., Orlov S.N. ATP-induced inhibition of Na+,K+,Cl– cotransport in Madin-Darby canine kidney cells: lack of involvement of known purinoceptor-coupled signaling pathways // J. Membrane Biol. 1999. № 167. P. 193–204.

13. Orlov S.N., Dulin N.O., Gagnon F., Gekle M., Douglas J.G., Schwartz J.H., Hamet P. Purinergic regulation of Na+,K+,Cl- cotransport and MAP kinases is limited to C11-MDCK cells resembling intercalated cells from collecting ducts // J. Membrane Biol. 1999. № 172. P. 225–234.

14. Lytle C., Forbush III B. The Na-K-Cl cotransport protein of shark rectal gland. II. Regulation by direct phosphoryla-tion // J. Biol. Chem. 1992. № 267. P. 25438–25443.

15. Dowd B.F., Forbush B. PASK (proline-alanine-rich STE20-related kinase), a regulatory kinase of the Na-K-Cl cotransporter (NKCK1) // J. Biol. Chem. 2003. № 278. P. 27347–27353.

16. Alvarez-Leefmans F.J. Intracellular chloride regulation // Cell Physiology Source Book. A molecular Approach. Academic, San Diego, CA. 2001. P. 301–318.

17. Chipperfield A.R., Harper A.A. Chloride in smooth muscle // Prog. Biophys. Mol. Biol. 2001. № 74. P. 175–221.

18. Davis J.P.L., Chipperfield A.R., Harper A.A. Accumulation of intracellular chloride by (Na-K-Cl) cotransport in rat arterial smooth muscle is enhanced in deoxycorticosterone acetate (DOCA)/salt hypertension // J. Mol. Cell. Cardiol. 1993. № 25. P. 233–237.

19. Anfinogenova Y.J., Baskakov M.B., Kovalev I.V., Kilin A.A., Dulin N.O., Orlov S.N. Cell-volume-dependent vascular smooth muscle contraction: role of Na+,K+,2Cl– cotransport, intracellular Cl- and L-type Ca2+ channels // Pflügers Archiv. 2004. № 449. P. 42–55.

20. Barthelmebs M., Stephan D., Fontaine C., Grima M., Imbs J.L. Vascular effects of loop diuretics: an in vivo and in vitro study in the rat // Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 1994. № 349. P. 209–216.

21. Lavallee S.L., Iwamoto L.M., Claybaugh J.R., Dressel M.V., Sato A.K., Nakamura K.T. Furosemide-induced airway relaxation in guinea pigs: relation to Na-K-2Cl cotransporet function // Am. J. Physiol. 1997. № 273. P. L211–L216.

22. Tian R., Aalkjaer C., Andreasen F. Mechanisms behind the relaxing effect of furosemide on the isolated rabbit ear ar-tery // Pharmacol. Toxicol. 1990. № 67. P. 406–410.

23. Kovalev I.V., Baskakov M.B., Anfinogenova Y.J., Borodin Y.L., Kilin A.A., Minochenko I.L., Popov A.G., Kapilevich L.V., Medvedev M.A., Orlov S.N. Effect of Na+,K+,2Cl– cotransport inhibitor bumetanide on electrical and contractile activity of smooth muscle cells in guinea pig ureter // Bull. Exp. Biol. Med. 2003. № 136 (8). P. 145–149.

24. Kovalev I.V., Baskakov M.B., Medvedev M.A., Minochenko I.L., Kilin A.A., Anfinogenova Y.J., Borodin I.V., Gusakova S.V., Popov A.G., Kapilevich L.V., Orlov S.N. Na+,K+,2Cl- cotransport and chloride permeability of the cell membrane in mezaton and histamine regulation of electrical and contractile activity in smooth muscle cells from the guinea pig ureter // Russian Physiol. J. 2008. № 93. P. 306–317.

25. Stanke-Labesque F., Craciwski J.L., Bedouch P., Chavanon O., Magne J.L., Bessard G., Devillier P. Furosemide inhibits thrombaxane A2-induced contraction in isolated human internal artery and saphenous vein // J. Cardiovasc. Pharmacol. 2000. № 35. P. 531–537.

26. Wang X., Breaks J., Loutzenhiser K., Loutzenhiser R. Ef-fects of inhibition of the Na+/K+/2Cl- cotransporter on myogenic and angiotensin II responses of the rat afferent arteriole // Am. J. Physiol. Renal Physiol. 2007. № 292. P. F999–F1006.

27. Mozhayeva M.G., Bagrov Y.Y. The inhibitory effects of furosemide on Ca2+ influx pathways associated with oxytocin-induced contractions of rat myometrium // Gen. Physiol. Biophys. 1995. № 14. P. 427–436.

28. Mozhayeva M.G., Bagrov Y.Y., Ostretsova I.B., Gillespie J.I. The effect of furosemide on oxytocin-induced contractions of the rat myometrium // Exp. Physiol. 1994. № 79. P. 661–667.

29. Akar F., Skinner E., Klein J.D., Jena M., Paul R.J., O'Neill W.C. Vasoconstrictors and nitrovasodilators reciprocally regulate the Na+-K+-2Cl– cotransporter in rat aorta // Am. J. Physiol. 1999. № 276. P. C1383–C1390.

30. Garg P., Martin C., Elms S.C., Gordon F.J., Wall S.M., Garland C.J., Sutliff R.L., O'Neill W.C. Effect of the Na-K-2Cl cotransporter NKCC1 on systematic blood pressure and smooth muscle tone // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2007. № 292. P. H2100–H2105.

31. Palacios J., Espinoza F., Munita C., Cifuentes F., Michea L. Na+-K+-2Cl– cotransporter is implicated in gender differences in the response of the rat aorta to phenylephrine // Br. J. Pharmacol. 2006. № 148. P. 964–972.

32. Koltsova S.V., Maximov G.V., Kotelevtsev S.V., Lavoie J.L., Tremblay J., Grygorczyk R., Hamet P., Orlov S.N. Myogenic tome in mouse mesenteric arteries: evidence for P2Y receptor-mediated, Na+,K+,2Cl– cotransport-dependent signaling // Purinergic Signaling. 2009. № 5. P. 343–349.

33. Davis M.J., Hill M.A. Signaling mechanisms underlying the vascular myogenic response // Physiol. Rev. 2009. № 79. P. 387–423.

34. Hill M.A., Davis M.J., Meininger G.A., Potocnik S.J., Mur-phy T.V. Arteriolar myogenic signaling mechanisms: impli-cations for local vascular functions // Clin. Hemorheol. Microcirc. 2006. № 34. P. 67–79.

35. Schubert R., Mulvany M.J. The myogenic response: estab-lished facts and attractive hypothesis // Clin. Sci. 1999. № 96. P. 313–326.

36. Koltsova S.V., Kotelevtsev S.V., Tremblay J., Hamet P., Orlov S.N. Excitation-contraction coupling in resistant mesenteric arteries: evidence for NKCC1-mediated pathway // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009. № 379. P. 1080–1083.

37. Lang F., Busch G., Ritter M., Volkl H., Waldegger S., Gulbins E., Haussinger D. Functional significance of cell volume regulatory mechanisms // Physiol. Rev. 1998. № 78. P. 247–306.

38. Mongin A.A., Orlov S.N. Mechanisms of cell volume regulation and possible nature of the cell volume sensor // Pathophysiology. 2001. № 8. P. 77–88.

39. Koltsova S.V., Akimova O.A., Orlov S.N., Dulin N.O. Both Na+/K+ pump and Na+,K+,2Cl– cotransport contribute to cell volume control in human lung fibroblasts // Бюл. сиб. медицины. 2013. vol. 12. № 4. P. 42.

40. Hoffmann E.K., Lambert I.H., Pedersen S.F. Physiology of cell volume regulation in vertebrates // Physiol. Rev. 2009. № 89. P. 193–277.

41. Orlov S.N., Platonova A.A., Hamet P., Grygorczyk R. Cell volume and monovalent ion transporters: their role in the triggereing and progression of the cell death machinery // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2013. № 305. P. C361–C372.

42. O'Shaughnessy K.M., Karet F.E. Salt handling in hypertension // Annu. Rev. Nutr. 2006. № 26. P. 343–365.

43. Guyton A.C. Arterial pressure and hypertension. Philadelphia, WB Saunders Co, 1980.

44. Postnov Y.V., Orlov S.N. Primary hypertension as a cell membrane pathology. М.: Медицина, 1987.

45. Lifton R.P., Gharavi A.G., Geller D.S. Molecular mecha-nisms of human hypertension // Cell. 2001. № 104. P. 545–556.

46. Lifton R.P. Genetic dissection of human blood pressure variation: common pathways from rare phenotypes // Harvey Lect. 2005. № 100. P. 71–101.

47. Simon D.B., Karet F.E., Hamdan J.M., Di Pietro A., San-jad S.A., Lifton R.P. Bartter's syndrome, hypokalemic alka-losis with hypercalciuria, is caused by mutation of Na-K-2Cl cotransporter NKCC2 // Nature Genetics. 1996. № 13. P. 183–188.

48. Simon D.B., Nelson-Williams C., Bia J., Ellison D., Karet F.E., Molina A.M., Vaara I., Iwata F., Cushner M., Koolen M., Gainza F.J., Gitelman H.J., Lifton R.P. Gitelman's varaint of Bartter's syndrome, inhereted hypokalemic alkalosis, is caused by mutations in the thiazide-sensitive Na-Cl cotransporter // Nature Genetics. 1996. № 12. P. 24–30.

49. Jones A.W. Altered ion transport in vascular smooth muscle from spontaneously hypertensive rats. Influence of aldosterone, norepinephrine and angiotensin // Circ. Res. 1973. № 33. P. 563–572.

50. Postnov Yu.V., Orlov S.N., Shevchenko A.S., Adler A.M. Altered sodium permeability, calcium binding and Na-K-ATPase activity in the red blood cell membrane in essential hypertension // Pflugers Archiv. 1977. № 371. P. 263–269.

51. Lee H.-A., Baek I., Seok Y.M., Yang E., Cho H.-M., Lee D.-Y., Hong S.H., Kim I.K. Promoter hypomethylation upregulates Na+-K+-2Cl– cotransporyter 1 in spontaneously hypertensive rats // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2010. № 396. P. 252–257.

52. Cho H.-M., Lee H.-A., Kim H.Y., Han H.S., Kim I.K. Expression of Na+,K+-2Cl– cotransporter is epigenetically regulated during postnatal development of hypertension // Am. J. Hypertens. 2011. № 12. P. 1286–1293.

53. Ye Z.-Y., Li D.-P., Byun H.S., Li L., Pan H.-L. NKCC1 upregulation disrupts chloride homeostasis in the hypothalamus and increases neuronal-sympathetic drive in hypertension // J. Neurosci. 2012. № 32. P. 8560–8568.

54. Mancia G., Grassi G., Giannattasio C., Seravalle G. Sympathetic activation in the pathogenesis of hypertension and progression of organ damage // Hypertension. 1999. № 34. P. 724–728.

55. Schlaich M.P., Lambert E., Kaye D.M., Krozowski Z., Campbell D.J., Lambert G., Hastings J., Aggarwal A., Esler M.D. Sympathetic augmentation in hypertension: role of nerve firing, norepinephrine reuptake, and angiotensin neuromodulation // Hypertension. 2004. № 43. P. 169–175.

56. Huang B.S., Amin M.S., Leenen F.H.H. The central role of the brain in salt-sensitive hypertension // Curr. Opin. Cardiol. 2006. № 21. P. 295–394.

57. Leenen F.H.H. The central role of the brain aldosterone-"ouabain" pathway in salt-sensitive hypertension // Biochim. Biophys. Acta. 2010. № 1802. P. 1132–1139.

58. Judy W.V., Watanabe A.M., Henry P.D., Besch H.R., Mur-phy W.R., Hockel G.M. Sympathetic nerve activity: role in regulation of blood pressure in the spontaneously hypertensive rats // Circ. Res. 1976. № 38. P. 21–29.

59. Pyner S., Coote J.H. Identification of branching paraventricular neurins of the hypothalamus that project to the rostroventrolateral medulla and spinal cord // Neurosci. 2000. № 100. P. 549–556.

60. Allen A.M. Inhibition of the hypothalamic paraventricular nucleus in spontaneousl hypertensive rats dramatically re-duces sympathetic vasomotor tone // Hypertension. 2002. № 39. P. 275–280.


Для цитирования:


Орлов С.Н., Кольцова С.В., Анфиногенова Я.Д., Капилевич Л.В., Гусакова С.В., Смаглий Л.В., Баскаков М.Б., Медведев М.А. НАТРИЙ-КАЛИЙ-ХЛОР-КОТРАНСПОРТ В РЕГУЛЯЦИИ МИОГЕННОГО ТОНУСА СОСУДОВ. Бюллетень сибирской медицины. 2014;13(6):165-173. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2014-6-165-173

For citation:


Orlov S.N., Koltsova S.V., Anfinogenova Y.D., Kapilevich L.V., Gusakova S.N., Smagliy L.V., Baskakov M.B., Medvedev M.A. SODIUM-POTASSIUM-CHLORIDE COTRANSPORT IN THE REGULATION OF VASCULAR MYOGENIC TONE. Bulletin of Siberian Medicine. 2014;13(6):165-173. (In Russ.) https://doi.org/10.20538/1682-0363-2014-6-165-173

Просмотров: 332


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1682-0363 (Print)
ISSN 1819-3684 (Online)