Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за фахом 03.00.02 - біофізика. - Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, Київ, 2007.

За допомогою методу „петч-клемп” в конфігурації перфорування мембрани за допомогою амфотеріцину Б було проведено розділення на окремі компоненти вихідного калієвого струму плазматичної мембрани ізольованих гладеньком'язових клітин сім'явивідних протоків щура та детальне дослідження фармако-біофізичних характеристик цих компонент. Показано, що вихідний калієвий струм складається із трьох основних компонент - кальційзалежного струму, та потенціалкерованих стуму затриманого випрямлення та струму А-типу зі швидкою кінетикою інактивації. Виходячи з досліджених властивостей потенціалкерованих струмів, зроблено висновок про те, що струм затриманого випрямлення відіграє важливу роль у контролюванні мембранного потенціалу спокою, в той час як струм А-типу можливо приймає участь у регуляції електричної збуджуваності в досліджуваному об'єкті. Показано здатність блокатора ВКСа каналів паксиліну викликати деполяризацію плазматичної мембрани ГМК сім'явивідних протоків щура. Також, вперше для даного типу ГМК, показано здатність клофіліуму блокувати потенціалкерований струм затриманого випрямлення. Вперше досліджено дію блокатора Са2+/кальмодулінзалежної протеїнкінази ІІ КN-93 на кінетику потенціалкерованого струму А-типу в ГМК сім'явивідних протоків щура. КN-93 прискорював інактивацію А-струму та значно уповільнював вихід з інактивації, що свідчило про те, що А-струм в ГМК сім'явивідних протоків щура може модулюватись активністю кальмодулін-залежної протеїнкінази. Ключові слова: гладеньком'язові клітини, vas deferens, калієвий струм, паксилін, KN-93.

Кришталь Д.А. Характеристика калиевых ионных токов плазматической мембраны гладкомышечных клеток семявыводящих протоков крысы. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.02 - биофизика. - Институт физиологии им. А. А. Богомольца НАН Украины, Киев, 2007.

С помощью метода „пэтч-клемп” в конфигурации перфорирования мембраны с помощью амфотерицина Б было проведено разделение на отдельные компоненты выходящего калиевого тока плазматической мембраны изолированных гладкомышечных клеток семявыводящих протоков крысы и детальное исследование фармако-биофизических характеристик этих компонентов. Показано, что выходящий калиевый ток состоит из трех основных компонентов - кальцийзависимого тока, и потенциалуправляемых тока задержанного выпрямления и тока А-типа с быстрой кинетикой инактивации. Исходя из исследованных свойств потенциалуправляемых токов, сделан вывод о том, что ток задержанного выпрямления играет важную роль в контролировании мембранного потенциала покоя, в то время как ток А-типа возможно принимает участие в регуляции электрической возбудимости в исследуемом объекте.

Показана способность блокатора ВКСа каналов паксиллина вызывать деполяризацию плазматической мембраны ГМК семявыводящих протоков крысы. Также, впервые для данного типа ГМК показана, способность клофилиума блокировать потенциалуправляемый ток задержанного выпрямления.

Впервые исследовано действие блокиратора Са2+/кальмодулин-зависимой протеинкиназы ІІ КN-93 на кинетику потенциалуправляемого тока А-типа в ГМК семявыводящих протоков крысы. КN-93 ускорял инактивацию А-тока и значительно замедлял выход из инактивации, что свидетельствовало о том, что А-ток в ГМК семявыводящих протоков крысы может модулироваться активностью кальмодулин-зависимой протеинкиназы.

Ключевые слова: гладкомышечные клетки, vas deferens, калиевый ток, паксиллин, KN-93.

Kryshtal D.O. The characteristic of potassium ionic currents of smooth muscle cell membrane of rat vas deferens. - the Manuscript.

Thesis for a candidate`s degree by speciality 03.00.02 - biophysics. - Bogomoletz Institute of physiology of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2007.

The dissertation is devoted to pharmacological and biophysical investigations of the components of outward transmembrane ionic current in single smooth muscle cells isolated from epididymal part of rat vas deferens. Using patch-clamp technique in configuration “perforated patch” it was shown that outward potassium current elicited by depolarizing shifts of membrane potential from the holding level of -80 mV consists of Ca2+-dependent potassium current (KCa) via BKCa channels and voltage-gated transient A-type current which had very fast kinetic of activation and inactivation and delayed rectifier current which showed delayed kinetics of onset and a rather slow time course of inactivation.

A-type potassium current had a midpoint of steady-state inactivation at about -70 mV and was selectively blocked by 4-aminopyridine (4-AP) in dose-depended manner with 0.32 mM 4-AP producing 50% suppression. The decay time course A-type current was not voltage dependent. Delayed rectifier current was activated at potentials positive to -40 mV, was blocked by high concentration of tetraethylammonium (TEA) and was not sensitive to 4-AP. For the first time for this object it had been shown the ability of cardiac anti-arrhythmic compound clofilium to block voltage-dependent delayed rectifier current with 12 µM of clofilium producing 50% suppression.

Based on the properties of studied voltage-gated currents, concluded that delayed rectifier current plays an important role in the controlling of the resting membrane potential, while transient A-type current may take part in the regulation of the electrical excitability of rat vas deferens smooth muscle cells.

KCa current was separated from the net outward current by Ca2+ removal from the external solution and was characterized by slow kinetics of current activation and decay. Mycotoxin paxilline, a selective blocker of large conductance KCa channels, inhibited KCa current in a dose-dependent manner with an apparent EC50 of 70 nM, and at 1 M complete suppression of KCa current was achieved. The blocking effect of low concentrations of the non-selective KCa channels inhibitor tetraethylammonium was compared to that of paxilline. The external application of 0.3 mM TEA inhibited KCa current similarly to 1 M of paxilline. Also it was shown the ability of paxilline to evoke the depolarization of the cell membrane at potentials more positive than -45 mV in smooth muscle cells of rat vas deferens. Taking into account these results we concluded that in the rat vas deferens smooth muscle cells Ca2+ dependent K+ channels take part in the regulation of the membrane potential during depolarization of the cell membrane.

Effect of KN-93, a specific membrane-permeable inhibitor of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII), on transient A-type potassium current was also studied. Application of 5 µM KN-93 essentially accelerated inactivation of the A-type current and significantly slowed down its recovery from inactivation. These results suggest that in smooth muscle cells of epididymal part of rat vas deferens transient A-type potassium current can be modulated by Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II activity. And thus, by altering of A-type current kinetic, CaMKII can participate indirectly in the Ca2+-dependent regulation of electrical activity in this type of smooth muscle cells.

Keywords: smooth muscle cells, vas deferens, potassium current, KN-93, paxilline.

Размещено на Allbest.ur