В основе возникновения сердечно-сосудистых заболеваний лежат нарушения механизмов регуляции сократительной функции сосудов и миокарда. Важную роль в регуляции кровотока в тканях и органах играют калиевые каналы. Они участвуют в поддержании внутриклеточного кальциевого гомеостаза, доминантно определяющего сократительную активность гладкомышечных клеток сосудов и кардиомиоцитов, и причастны к развитию ряда патологических состояний. В настоящем обзоре представлены данные о структуре, механизмах модуляции эндогенными сигнальными молекулами кальций- и потенциалзависимых каналов большой проводимости (BKCa) и представителей большого семейства каналов внутреннего выпрямления (Kir) – классических Kir и АТФ-чувствительных каналов. Рассмотрена их роль в регуляции сократимости сосудов и миокарда, а также представлены данные о вовлечении этих каналов в формировании сердечно-сосудистой патологии.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Биология
Частота сердечно-сосудистых заболеваний и инсультов значительно возрастает у пожилых людей, что приводит к их инвалидизации и преждевременной смертности. В основе возникновения данной патологии лежат нарушения механизмов регуляции тонуса артерий и сократительной активности кардиомиоцитов. Важную роль в регуляции кровотока в тканях и органах играют калиевые каналы. Расположенные на мембранах клеток, эндоплазматического ретикулума и митохондрий, они участвуют в обеспечении внутриклеточного кальциевого гомеостаза, доминантно определяющего сократительную активность гладкомышечных клеток (ГМК) сосудов и кардиомиоцитов, и таким образом вносят большой вклад в регуляцию функции сосудов и сердца в условиях нормы. В настоящее время достигнут прогресс в понимании биофизики, клеточной биологии, физиологии и фармакологии потенциалзависимых K+-каналов, Са2+- и потенциалзависимых каналов большой проводимости (BKCa), внутреннего выпрямления (Kir), АТФ-чувствительных каналов (KATP) и каналов, имеющих две порообразующие петли (K2P каналы). Вместе с тем до сих пор нет чётких представлений о причастности калиевых каналов к развитию сердечно-сосудистых и возраст-ассоциированных заболеваний, а имеющиеся немногочисленные данные носят противоречивый характер. Также остаются неизвестными особенности функционирования калиевых каналов в стареющих сосудах и миокарде. В данном кратком обзоре мы представляем данные о структуре, механизмах модуляции эндогенными сигнальными молекулами BKCa и представителей большого семейства Kir каналов – классических Kir и АТФ-чувствительных каналов. Будет рассмотрена их роль в регуляции сократимости сосудов и миокарда, а также описаны функциональные изменения, которые способствуют или вызывают патофизиологические состояния.
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Dopico A.M., Bukiya A.N., Jaggar J.H. Calcium- and voltage-gated BK channels in vascular smooth muscle. Pflugers Arch. 2018; 470(9): 1271-1289. DOI: 10.1007/s00424-018-2151-y
2. Sancho M., Kyle B.D. The Large-Conductance, Calcium-Activated Potassium Channel: A Big Key Regulator of Cell Physiology. Front. Physiol. 2021; 12: 750615. DOI: 10.3389/fphys.2021.750615
3. Guntur D., Olschewski H., Enyedi P., Csáki R., Olschewski A., Nagaraj C. Revisiting the Large-Conductance Calcium-Activated Potassium (BKCa) Channels in the Pulmonary Circulation. Biomolecules. 2021; 11(11): 1629. DOI: 10.3390/biom11111629
4. Nishimaru K., Eghbali M., Lu R., Marijic J., Stefani E., Toro L. Functional and molecular evidence of MaxiK channel beta1 subunit decrease with coronary artery ageing in the rat. J. Physiol. 2004; 559(Pt 3): 849-862. DOI: 10.1113/jphysiol.2004.068676
5. Horrigan F.T., Aldrich R.W. Coupling between voltage sensor activation, Ca2+ binding and channel opening in large conductance (BK) potassium channels. J. Gen. Physiol. 2002; 120(3): 267-305. DOI: 10.1085/jgp.20028605
6. Lifshitz L.M., Carmichael J.D., Lai F.A., Sorrentino V., Bellve K., Fogarty K.E., ZhuGe R. Spatial organization of RYRs and BK channels underlying the activation of STOCs by Ca(2+) sparks in airway myocytes. J. Gen. Physiol. 2011; 138: 195-209. DOI: 10.1085/jgp.201110626
7. Berkefeld H., Sailer C. A., Bildl W., Rohde V., Thumfart J., Eble S., Klugbauer N., Reisinger E., Bischofberger J., Oliver D., Knaus H., Schulte U., Fakler B. BKCa-Cav channel complexes mediate rapid and localized Ca2+-activated K+ signaling. Science. 2006; 314(5799): 615-620. DOI: 10.1126/science.1132915
8. Jackson W.F. Ion channels and the regulation of myogenic tone in peripheral arterioles. Curr. Top Membr. 2020; 85: 19-58. DOI: 10.1016/bs.ctm.2020.01.002
9. Balderas E., Zhang J., Stefani E., Toro L. Mitochondrial BKCa channel. Front. Physiol. 2015; 6: 104. DOI: 10.3389/fphys.2015.00104
10. Szteyn K., Singh H. BKCa Channels as Targets for Cardioprotection. Antioxidants (Basel). 2020; 9(8): 760. DOI: 10.3390/antiox9080760 EDN: PSNCDT
11. Patel N.H., Johannesen J., Shah K., Goswami S.K., Patel N.J., Ponnalagu D., Kohut A.R., Singh H. Inhibition of BKCa negatively alters cardiovascular function. Physiol. Rep. 2018; 6(1): e13748. DOI: 10.14814/phy2.13748 ▼ Контекст
12. Tykocki N.R., Boerman E.M., Jackson W.F. Smooth Muscle Ion Channels and Regulation of Vascular Tone in Resistance Arteries and Arterioles.Compr. Physiol. 2017; 7(2): 485-581. DOI: 10.1002/cphy.c160011 EDN: BFQYXD ▼ Контекст
13. Leo M.D., Bulley S., Bannister J.P., Kuruvilla K.P., Narayanan D., Jaggar J. H. Angiotensin II stimulates internalization and degradation of arterial myocyte plasma membrane BK channels to induce vasoconstriction. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 2015; 309(6): C392-C402. DOI: 10.1152/ajpcell.00127.2015 EDN: VGOQKR ▼ Контекст
14. Roberts O.L., Kamishima T., Barrett-Jolley R., Quayle J.M., Dart C. Exchange protein activated by cAMP (Epac) induces vascular relaxation by activating Ca2+-sensitive K+ channels in rat mesenteric artery. J. Physiol. 2013; 591(20): 5107-5123. DOI: 10.1113/jphysiol.2013.262006 EDN: SRCHOB ▼ Контекст
15. Wellman G.C., Santana L.F., Bonev A.D., Nelson M.T. Role of phospholamban in the modulation of arterial Ca(2+) sparks and Ca(2+)-activated K(+) channels by cAMP. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 2001; 281(3): C1029-C1037. DOI: 10.1152/ajpcell.2001.281.3.C1029 ▼ Контекст
16. Matsumoto T., Szasz T., Tostes R. C., Webb R. C. Impaired β-adrenoceptor-induced relaxation in small mesenteric arteries from DOCA-salt hypertensive rats is due to reduced K(Ca) channel activity. Pharmacol. Res. 2012; 65(5): 537-545. DOI: 10.1016/j.phrs.2012.02.004 ▼ Контекст
17. Brayden J.E. Membrane hyperpolarization is a mechanism of endothelium-dependent cerebral vasodilation. Am. J. Physiol. 1990; 259: H668-H673. DOI: 10.1152/ajpheart.1990.259.3.H668 ▼ Контекст
18. Plane F., Garland C.J. Differential effects of acetylcholine, nitric oxide and levcromakalim on smooth muscle membrane potential and tone in the rabbit basilar artery. Br. J. Pharmacol. 1993; 110(2): 651-656. DOI: 10.1111/j.1476-5381.1993.tb13861.x ▼ Контекст
19. Garland C.J., McPherson G.A. Evidence that nitric oxide does not mediate the hyperpolarization and relaxation to acetylcholine in the rat small mesenteric artery. Br. J. Pharmacol. 1992; 105(2): 429-435. DOI: 10.1111/j.1476-5381.1992.tb14270.x ▼ Контекст
20. Xia X. M., Zeng X., Lingle C. J. Multiple regulatory sites in large-conductance calcium-activated potassium channels. Nature. 2002; 418: 880-884. DOI: 10.1038/nature00956 ▼ Контекст
21. Rusch N.J., Liu Y. Potassium channels in hypertension: homeostatic pathways to buffer arterial contraction. J. Lab. Clin. Med. 1997; 130(3): 245-251. DOI: 10.1016/s0022-2143(97)90018-4 EDN: YALSRP ▼ Контекст
22. Bratz I.N., Swafford A.N., Kanagy N.L., Dick G.M. Reduced functional expression of K(+) channels in vascular smooth muscle cells from rats made hypertensive with N{omega}-nitro-L-arginine. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2005; 289(3): H1284-H1290. DOI: 10.1152/ajpheart.01053.2004 ▼ Контекст
23. Ambroisine M.L., Favre J., Oliviero P., Rodriguez C., Gao J., Thuillez C., Samuel J.L., Richard V., Delcayre C. Aldosterone-induced coronary dysfunction in transgenic mice involves the calcium-activated potassium (BKCa) channels of vascular smooth muscle cells. Circulation. 2007; 116(21): 2435-2343. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.722009 ▼ Контекст
24. Moreno-Domínguez A., Cidad P., Miguel-Velado E., López-López J.R., Pérez-García M.T. De novo expression of Kv6.3 contributes to changes in vascular smooth muscle cell excitability in a hypertensive mice strain. J. Physiol. 2009; 587(3): 625-640. DOI: 10.1113/jphysiol.2008.165217 ▼ Контекст
25. Nishimaru K., Eghbali M., Stefani E., Toro L. Function and clustered expression of MaxiK channels in cerebral myocytes remain intact with aging. Exp. Gerontol. 2004; 39(5): 831-839. DOI: 10.1016/j.exger.2004.01.011 ▼ Контекст
26. Marijic J., Li Q., Song M., Nishimaru K., Stefani E., Toro L. Decreased expression of voltageand Ca2+-activated K+ channels in coronary smooth muscle during aging. Circ. Res. 2001; 88: 210-216. DOI: 10.1161/01.res.88.2.210 ▼ Контекст
27. Shi L., Liu X., Li N., Liu B., Liu Y. Aging decreases the contribution of MaxiK channel in regulating vascular tone in mesenteric artery by unparallel downregulation of α- and β1-subunit expression. Mech. Ageing Dev. 2013; 134(9): 416-425. DOI: 10.1016/j.mad.2013.09.001 ▼ Контекст
28. Mori A, Suzuki S, Sakamoto K, Nakahara T, Ishii K. Vasodilation of retinal arteriolesinduced by activation of BKCa channels is attenuated in diabetic rats. Eur. J. Pharmacol. 2011; 669: 94-99. DOI: 10.1016/j.ejphar.07.042 ▼ Контекст
29. Hibino H., Inanobe A., Furutani K., Murakami S., Findlay I., Kurachi Y. Inwardly rectifying potassium channels: their structure, function, and physiological roles. Physiol. Rev. 2010; 90(1): 291-366. DOI: 10.1152/physrev.00021.2009 EDN: MZEIAZ ▼ Контекст
30. Guo Y., Waldron G. J., Murrell-Lagnado R. A role for the middle C terminus of G-protein-activated inward rectifier potassium channels in regulating gating. J. Biol. Chem. 2002; 277(50): 48289-48294. DOI: 10.1074/jbc.M207987200 ▼ Контекст
31. Schram G., Melnyk P., Pourrier M., Wang Z., Nattel S. Kir2.4 and Kir2.1 K(+) channel subunits co-assemble: a potential new contributor to inward rectifier current heterogeneity. J. Physiol. 2002; 544(2): 337-349. DOI: 10.1113/jphysiol.2002.026047 ▼ Контекст
32. Du X., Zhang H., Lopes C., Mirshahi T., Rohacs T., Logothetis D.E. Characteristic interactions with phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate determine regulation of kir channels by diverse modulators. J. Biol. Chem. 2004; 279(36): 37271-37281. DOI: 10.1074/jbc.M403413200 ▼ Контекст
33. Smith P.D., Brett S.E., Luykenaar K.D., Sandow S.L., Marrelli S.P., Vigmond E.J., Welsh D. G. KIR channels function as electrical amplifiers in rat vascular smooth muscle. J. Physiol. 2008; 586(4): 1147-1160. DOI: 10.1113/jphysiol.2007.145474 ▼ Контекст
34. Longden T.A., Nelson M.T. Vascular inward rectifier K+ channels as external K+ sensors in the control of cerebral blood flow. Microcirculation. 2015; 22(3): 183-196. DOI: 10.1111/micc.12190 ▼ Контекст
35. Raab-Graham K.F., Radeke C.M., Vandenberg C.A. Molecular cloning and expression of a human heart inward rectifier potassium channel. Neuroreport. 1994; 5(18): 2501-2505. DOI: 10.1097/00001756-199412000-00024 ▼ Контекст
36. Liu G.X., Derst C., Schlichthörl G., Heinen S., Seebohm G., Brüggemann A., Kummer W., Veh R.W., Daut J., Preisig-Müller R.Comparison of cloned Kir2 channels with native inward rectifier K+ channels from guinea-pig cardiomyocytes. J. Physiol. 2001; 532, № Pt 1: 115-126. DOI: 10.1111/j.1469-7793.2001.0115g.x ▼ Контекст
37. Borggrefe M., Wolpert C., Antzelevitch C., Veltmann C., Giustetto C., Gaita F., Schimpf R. Short QT syndrome. Genotype-phenotype correlations. J. Electrocardiol. 2005; 38(4 Suppl): 75-80. DOI: 10.1016/j.jelectrocard.2005.06.009 ▼ Контекст
38. Priori S.G., Cerrone M. Genetic arrhythmias. Ital. Heart J. 2005; 6(3): 241-248. ▼ Контекст
39. Foster M.N., Coetzee W.A. KATP Channels in the Cardiovascular System. Physiol. Rev. 2016; 96(1): 177-252. DOI: 10.1152/physrev.00003.2015 EDN: WRRWMJ ▼ Контекст
40. Tinker A., Aziz Q., Thomas A. The role of ATP-sensitive potassium channels in cellular function and protection in the cardiovascular system. Br. J. Pharmacol. 2014; 171(1): 12-23. DOI: 10.1111/bph.12407 EDN: SSSNCZ ▼ Контекст
41. MacGregor G.G., Dong K., Vanoye C.G., Tang L., Giebisch G., Hebert S.C. Nucleotides and phospholipids compete for binding to the C terminus of KATP channels. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002; 99(5): 2726-2731. DOI: 10.1073/pnas.042688899 ▼ Контекст
42. Cukras C.A., Jeliazkova I., Nichols C.G. Structural and functional determinants of conserved lipid interaction domains of inward rectifying Kir6.2 channels. J. Gen. Physiol. 2002; 119(6): 581-591. DOI: 10.1085/jgp.20028562 ▼ Контекст
43. Haider S., Tarasov A.I., Craig T.J., Sansom M.S.P., Ashcroft F. M. Identification of the PIP2-binding site on Kir6.2 by molecular modelling and functional analysis. EMBO J. 2007; 26(16): 3749-3759. DOI: 10.1038/sj.emboj.7601809 ▼ Контекст
44. Haruna T., Yoshida H., Nakamura T. Y., Xie L. H., Otani H., Ninomiya T., Takano M., Coetzee W.A., Horie M. Alpha1-adrenoceptor-mediated breakdown of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate inhibits pinacidil-activated ATP-sensitive K+ currents in rat ventricular myocytes. Circ. Res. 2002; 91(3): 232-239. DOI: 10.1161/01.res.0000029971.60214.49 ▼ Контекст
45. Aziz Q., Thomas A.M., Gomes J., Ang R., Sones W.R., Li Y., Ng K.E., Gee L., Tinker A. The ATP-sensitive potassium channel subunit, Kir6.1, in vascular smooth muscle plays a major role in blood pressure control. Hypertension. 2014; 64(3): 523-529. DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.114.03116 ▼ Контекст
46. Teramoto N., Zhu H.L., Shibata A., Aishima M., Walsh E.J., Nagao M., Cole W.C. ATP-sensitive K+ channels in pig urethral smooth muscle cells are heteromultimers of Kir6.1 and Kir6.2. Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 2009; 296(1): F107-F117. DOI: 10.1152/ajprenal.90440.2008 ▼ Контекст
47. Adebiyi A., McNally E. M., Jaggar J.H. Vasodilation induced by oxygen/glucose deprivation is attenuated in cerebral arteries of SUR2 null mice. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2011; 301(4): H1360-H1368. DOI: 10.1152/ajpheart.00406.2011 ▼ Контекст
48. Jiao J., Garg V., Yang B., Elton T.S., Hu K. Protein kinase C-epsilon induces caveolin-dependent internalization of vascular adenosine 5’-triphosphate-sensitive K+ channels. Hypertension. 2008; 52(3): 499-506. DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.108.110817 ▼ Контекст
49. Manna P.T., Smith A.J., Taneja T.K., Howell G.J., Lippiat J.D., Sivaprasadarao A. Constitutive endocytic recycling and protein kinase C-mediated lysosomal degradation control K(ATP) channel surface density. J. Biol. Chem. 2010; 285(8): 5963-5973. DOI: 10.1074/jbc.M109.066902 EDN: NZSJRH ▼ Контекст
50. Wilson A.J., Jabr R.I., Clapp L.H. Calcium modulation of vascular smooth muscle ATP-sensitive K(+) channels: role of protein phosphatase-2B. Circ. Res. 2000; 87(11): 1019-1025. DOI: 10.1161/01.res.87.11.1019 ▼ Контекст
51. Quinn K.V., Giblin J.P., Tinker A. Multisite phosphorylation mechanism for protein kinase A activation of the smooth muscle ATP-sensitive K+ channel. Circ. Res. 2004; 94(10): 1359-1366. DOI: 10.1161/01.RES.0000128513.34817.c4 ▼ Контекст
52. Shi Y., Wu Z., Cui N., Shi W., Yang Y., Zhang X., Rojas A., Ha B.T., Jiang C. PKA phosphorylation of SUR2B subunit underscores vascular KATP channel activation by beta-adrenergic receptors. Am. J. Physiol. Regul.Integr.Comp. Physiol. 2007; 293(3): R1205-R1214. DOI: 10.1152/ajpregu.00337.2007 ▼ Контекст
53. Shi Y., Chen X., Wu Z., Shi W., Yang Y., Cui N., Jiang C., Harrison R.W. cAMP-dependent protein kinase phosphorylation produces interdomain movement in SUR2B leading to activation of the vascular KATP channel. J. Biol. Chem. 2008; 283(12): 7523-7530. DOI: 10.1074/jbc.M709941200 ▼ Контекст
54. Wu C.C., Chen S.J., Garland C.J. NO and KATP channels underlie endotoxin-induced smooth muscle hyperpolarization in rat mesenteric resistance arteries. Br. J. Pharmacol. 2004; 142(3): 479-484. DOI: 10.1038/sj.bjp.0705794 ▼ Контекст
55. Holdsworth C.T., Copp S.W., Ferguson S.K., Sims G.E., Poole D.C., Musch T.I. Acute inhibition of ATP-sensitive K+ channels impairs skeletal muscle vascular control in rats during treadmill exercise. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2015; 308(11): H1434-H1442. DOI: 10.1152/ajpheart.00772.2014 ▼ Контекст
56. Farouque H.M.O., Worthley S.G., Meredith I.T. Effect of ATP-sensitive potassium channel inhibition on coronary metabolic vasodilation in humans. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2004; 24(5): 905-910. DOI: 10.1161/01.ATV.0000125701.18648.48 ▼ Контекст
57. Zhou X., Teng B., Tilley S., Ledent C., Mustafa S.J. Metabolic hyperemia requires ATP-sensitive K+ channels and H2O2 but not adenosine in isolated mouse hearts. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2014; 307(7): H1046-H1055. DOI: 10.1152/ajpheart.00421.2014 ▼ Контекст
58. Lee W.S., Kwon Y.J., Yu S.S., Rhim B.Y., Hong K.W. Disturbances in autoregulatory responses of rat pial arteries by sulfonylureas. Life Sci. 1993; 52(19): 1527-1534. DOI: 10.1016/0024-3205(93)90053-6 ▼ Контекст
59. Hong K.W., Pyo K.M., Lee W.S., Yu S.S., Rhim B. Pharmacological evidence that calcitonin gene-related peptide is implicated in cerebral autoregulation. Am. J. Physiol. 1994; 266(1 Pt 2): H11-H16. DOI: 10.1152/ajpheart.1994.266.1.H11 ▼ Контекст
60. Blanco-Rivero J., Gamallo C., Aras-López R., Cobeño L., Cogolludo A., Pérez-Vizcaino F., Ferrer M., Balfagon G. Decreased expression of aortic KIR6.1 and SUR2B in hypertension does not correlate with changes in the functional role of K(ATP) channels. Eur. J. Pharmacol. 2008; 587(1-3): 204-208. DOI: 10.1016/j.ejphar.2008.03.039 ▼ Контекст
61. Liu X., Duan P., Hu X., Li R., Zhu Q. Altered KATP Channel Subunits Expression and Vascular Reactivity in Spontaneously Hypertensive Rats With Age. J. Cardiovasc. Pharmacol. 2016; 68(2): 143-149. DOI: 10.1097/FJC.0000000000000394 EDN: XYYRFL ▼ Контекст
62. Marionneau C., Brunet S., Flagg T.P., Pilgram T.K., Demolombe S., Nerbonne J.M. Distinct cellular and molecular mechanisms underlie functional remodeling of repolarizing K+ currents with left ventricular hypertrophy. Circ. Res. 2008; 102(11): 1406-1415. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.107.170050 ▼ Контекст
63. Wu B.N., Luykenaar K.D., Brayden J.E., Giles W.R., Corteling R.L., Wiehler W.B., Welsh D.G. Hyposmotic challenge inhibits inward rectifying K+ channels in cerebral arterial smooth muscle cells. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2007; 292(2): H1085-H1094. DOI: 10.1152/ajpheart.00926.2006 ▼ Контекст
64. van Bever L., Poitry S., Faure C., Norman R.I., Roatti A., Baertschi A.J. Pore loop-mutated rat KIR6.1 and KIR6.2 suppress KATP current in rat cardiomyocytes. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2004; 287(2): H850-H859. DOI: 10.1152/ajpheart.00054.2004 ▼ Контекст
65. Flagg T.P., Kurata H.T., Masia R., Caputa G., Magnuson M.A., Lefer D.J., Coetzee W.A., Nichols C.G. Differential structure of atrial and ventricular KATP: atrial KATP channels require SUR1. Circ. Res. 2008; 103(12): 1458-1465. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.108.178186 ▼ Контекст
66. Fedorov V.V., Glukhov A.V., Ambrosi C.M., Kostecki G., Chang R., Janks D., Schuessler R. B., Moazami N., Nichols C.G., Efimov I.R. Effects of KATP channel openers diazoxide and pinacidil in coronary-perfused atria and ventricles from failing and non-failing human hearts. J. Mol. Cell. Cardiol. 2011; 51(2): 215-225. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2011.04.016 ▼ Контекст
67. Wu N., Zhang X., Jia D. High-dose fasudil preconditioning and postconditioning attenuate myocardial ischemia-reperfusion injury in hypercholesterolemic rats. Mol. Med. Rep. 2014; 9(2): 560-566. DOI: 10.3892/mmr.2013.1818 ▼ Контекст
68. Kakei M., Noma A. Adenosine-5’-triphosphate-sensitive single potassium channel in the atrioventricular node cell of the rabbit heart. J. Physiol. 1984; 352: 265-284. DOI: 10.1113/jphysiol.1984.sp015290 ▼ Контекст
69. Light P.E., French R.J. Glibenclamide selectively blocks ATP-sensitive K+ channels reconstituted from skeletal muscle. Eur. J. Pharmacol. 1994; 259(3): 219-222. DOI: 10.1016/0014-2999(94)90647-5 ▼ Контекст
70. Bao L., Kefaloyianni E., Lader J., Hong M., Morley G., Fishman G.I., Sobie E.A., Coetzee W.A. Unique properties of the ATP-sensitive K- channel in the mouse ventricular cardiac conduction system. Circ. Arrhythm. Electrophysiol. 2011; 4(6): 926-935. DOI: 10.1161/CIRCEP.111.964643
71. Farid T.A., Nair K., Massé S., Azam M.A., Maguy A., Lai P.F.H., Umapathy K., Dorian P., Chauhan V., Varró A., Al-Hesayen A., Waxman M., Nattel S., Nanthakumar K. Role of KATP channels in the maintenance of ventricular fibrillation in cardiomyopathic human hearts. Circ. Res. 2011; 109(11): 1309-1318. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.110.232918
72. Quintanilla J.G., Moreno J., Archondo T., Chin A., Pérez-Castellano N., Usandizaga E., García-Torrent M.J., Molina-Morúa R., González P., Rodríguez-Bobada C., Macaya C., Pérez-Villacastín J. KATP channel opening accelerates and stabilizes rotors in a swine heart model of ventricular fibrillation. Cardiovasc. Res. 2013; 99(3): 576-585. DOI: 10.1093/cvr/cvt093
73. Pandit S.V., Kaur K., Zlochiver S., Noujaim S.F., Furspan P., Mironov S., Shibayama J., Anumonwo J., Jalife J. Left-to-right ventricular differences in I(KATP) underlie epicardial repolarization gradient during global ischemia. Heart Rhythm. 2011; 8(11): 1732-1739. DOI: 10.1016/j.hrthm.2011.06.028
74. Morita S.T., Morita H., Zipes D.P., Wu J. Acute ischemia of canine interventricular septum produces asymmetric suppression of conduction. Heart Rhythm. 2008; 5(7): 1057-1062. DOI: 10.1016/j.hrthm.2008.03.036
75. Gok S., Vatansever S., Vural K., Sekuri C., Izanli A., Tezcan A., Cilaker S. The role of ATP sensitive K+ channels and of nitric oxide synthase on myocardial ischemia/reperfusion-induced apoptosis. Acta Histochem. 2006; 108(2): 95-104. DOI: 10.1016/j.acthis.2006.01.005
76. Yang X., Cohen M.V., Downey J.M. Mechanism of cardioprotection by early ischemic preconditioning. Cardiovasc. Drugs Ther. 2010; 24(3): 225-234. DOI: 10.1007/s10557-010-6236-x
77. Turrell H.E., Rodrigo G.C., Norman R.I., Dickens M., Standen N.B. Phenylephrine preconditioning involves modulation of cardiac sarcolemmal K(ATP) current by PKC delta, AMPK and p38 MAPK. J. Mol. Cell. Cardiol. 2011; 51(3): 370-380. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2011.06.015
78. Aziz Q., Thomas A.M., Khambra T., Tinker A. Regulation of the ATP-sensitive potassium channel subunit, Kir6.2, by a Ca2+-dependent protein kinase C. J. Biol. Chem. 2012; 287(9): 6196-6207.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Экзосомами стали называть с 1981 года ограниченные клеточной мембраной пузырьки размером 30-100 нм, которые находили в осадках многих жидкостей организма. Позже выяснили, что экзосомы содержат разные виды белков, РНК и даже ДНК. Экзосомы, образованные одним видом клеток, сливаются с клетками другого вида и передают им свое содержимое - сигнал. Слияние не случайное, а в соответствии с рецепторами на мембранах экзосомы и клетки-реципиента. Экзосомы - инструмент регулируемых межклеточных связей.
Целью исследования была оценка изменений пролиферативной активности кератоцитов роговицы человека при совместном культивировании с биодеградируемыми конструкциями на основе фиброина шелка, содержащими глиальный нейротрофический фактор.
Материалы и методы. Пролиферативную активность кератоцитов роговицы человека после культивирования с биодеградируемыми конструкциями на основе фиброина шелка изучали в ходе иммуноцитохимического исследования. В качестве клеточного маркёра пролиферации использовался белок Ki-67.
Результаты. На 1-е и 3-и сутки активность белка Ki-67 в культуре кератоцитов была статистически не значима. На 5-е и 9-е сутки наибольшая активность белка Ki-67 в культуре кератоцитов была определена при использовании биодеградируемых конструкций, содержащих глиальный нейротрофический фактор в концентрации 250 нг/мл и 500 нг/мл (p < 0,05).
Заключение. Применение биодеградируемых конструкций на основе фиброина шелка, содержащих глиальный нейротрофический фактор в концентрации 250 и 500 нг/мл, приводит к увеличению пролиферативной активности кератоцитов.
Расширение возможностей человека достигать и использовать для своей жизни области планеты с экстремальными климатическими условиями актуализирует задачу изучения показателей работоспособности релокантов. Для решения этой задачи используют функциональные нагрузочные пробы.
Целью исследования была оценка степени изменения показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем в нагрузочных пробах (лёгкая смешанная гипоксия/гиперкапния с произвольным дыханием, дыхание с частотой 6 циклов в минуту) у участников высокоширотных морских экспедиций, в сравнении с аналогичными данными постоянных жителей средней полосы (Московский регион) и Севера (Мурманская область).
Материалы и методы. Исследование проведено с использованием приборного комплекса «спироартериокардиоритмограф» (ООО «ИНТОКС», г. Санкт-Петербург, Россия). Обследованы 25 жителей Московского региона, 43 – Мурманской области, 30 – участников экспедиций; всего 98 мужчин в возрасте от 30 до 60 лет. У участников высокоширотных экспедиций тестирования проведены до выхода в море и сразу после возвращения. Исследования включали три последовательные 2-минутные регистрации: без надетой спирометрической маски (контроль), в надетой маске с произвольным дыханием (проба 1), и с контролируемых дыханием с частотой 6 циклов в минуту (проба 2). Оценивали степень изменения регистрируемых показателей при выполнении нагрузочных проб в %.
Результаты. По реактивности показателей сердечно-сосудистой и дыхательной системы в нагрузочных пробах различий между жителями Москвы и Севера в нашем исследовании не обнаружено. У участников экспедиций не обнаружено изменений реактивности в нагрузочных пробах показателей сердечного ритма и его вариабельности, сердечной производительности, чувствительности спонтанного артериального барорефлекса. Однако выявлено, что за 26-28 дней экспедиции происходят изменения в реактивности артериального давления (АД) и показателей, отражающих его регуляцию. При выполнении пробы с умеренной нагрузкой усреднённое возрастание систолического АД сменятся его снижением, при возрастании реактивности общей мощности спектра вариабельности АДС и снижении реактивности относительной мощности диапазона LF, коррелята симпатической активности. При выполнении более тяжёлой пробы с контролируемым дыханием отмечено наоборот, снижение реактивности общей мощности спектров вариабельности АДС и АДД при тенденции к снижению дыхательного объёма. Показатели реактивности сердечно-сосудистой и дыхательной систем у участников высокоширотных экспедиций, не проживающих постоянно в этом регионе, перед выходом из порта отправления не отличались от таковых у жителей Севера, но значимо превышали реактивность постоянных жителей средней полосы. Сдвиги реактивности за время экспедиций приближают эти показатели к результатам москвичей.
Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о том, что срочная адаптация к условиям Крайнего Севера сопровождается снижением реактивности дыхательной системы и изменениями реактивности показателей сердечно-сосудистой системы в дыхательных нагрузочных пробах.
Сахарный диабет (СД) 1-го типа является одним из распространенных хронических заболеваний в детском возрасте. Оксидативный стресс (ОС) рассматривается не только как один из триггеров возникновения диабетических осложнений, но и как важное звено в патофизиологии СД 1-го типа. Маркёры ОС и антиоксидантной защиты (АОЗ) могут быть изменены при СД 1-го типа, что является важным диагностическим критерием.
Цель исследования состояла в изучении маркёров ОС и АОЗ у детей с СД 1-го типа на этапе компенсации заболевания, в зависимости от наличия или отсутствия диабетических осложнений.
Материалы и методы. В исследование вошли 58 детей: 34 пациента с СД 1-го типа (группа исследования) и 24 условно здоровых ребенка (контрольная группа). Группа исследования была разделена на две подгруппы: 1-я подгруппа (14 детей) – при наличии у них диабетических осложнений (ретинопатия, нейропатия, нефропатия), и 2-я подгруппа (20 детей) – без осложнений. У всех детей проводился забор крови на маркёры ОС: 8-ОН дезоксигуанозин (8-OHdG; пг/мл); 8-изопрастан (8 IS; пг/мл); малоновый диальдегид (MDA; нг/мл); продукты окисления протеинов (AOPPх10; нг/ мл) и на маркёры АОЗ: глутатионпероксидаза (GPX1; нг/мл); супероксиддисмутаза (SOD3х50; пг/мл). При статистической обработке данных применялись критерии Манна-Уитни и Краскела-Уоллиса.
Результаты. Показано увеличение двух маркёров ОС у детей с СД 1-го типа по сравнению с условно здоровыми детьми: 8 IS и 8-OHdG. Показатели MDA и AOPPх10 увеличены не были. Отмечено снижение маркёров АОЗ: SOD3х50 и GPX1. При наличии диабетических осложнений (1-я подгруппа) показатели маркёров ОС были значимо выше, а маркёры АОЗ – значимо ниже, по сравнению с детьми без диабетических осложнений (2-я подгруппа).
Заключение. Выявлены проявления ОС и снижение АОЗ у детей с СД 1-го типа. При наличии диабетических осложнений, данные проявления были более выраженными.
Согласно текущей классификации, опубликованной Всемирной Организацией Здравоохранения, плоскоклеточные карциномы вульвы подразделяются на вирус папилломы человека (ВПЧ)-ассоциированные и ВПЧ-независимые. Результаты исследований последних лет всё чаще сообщают о различиях в клиническом исходе у пациенток в зависимости от ВПЧ-статуса опухоли. Данные о распространенности типов карциномы варьируют в широких пределах, что вероятнее всего, обусловлено выбором метода определения ВПЧ-статуса опухоли.
Цель работы – изучение характеристик ВПЧ-независимой и ВПЧ-ассоциированной карцином вульвы и определение оптимальных методов диагностики ВПЧ-статуса.
Материалы и методы. Ретроспективно исследован материал 74 пациенток с впервые выявленной плоскоклеточной карциномой вульвы. Объектом исследования служил биопсийный или операционный материал из парафиновых блоков. Типирование ВПЧ проводили методом ПЦР-realtime. Экспрессия р16 и р53 определена иммуногистохимическим методом.
Результаты. Частота встречаемости ВПЧ-ассоциированной карциномы вульвы составляет 28,4%. Выявлено превалирование ВПЧ 16-го генотипа. Частота полиинфекции составила 19%. Наиболее распространенным молекулярным подтипом является p16-p53mut (55,4%); p16+p53wt и p16-p53wt составляют 28,4% и 13,5% соответственно. ВПЧ-независимые карциномы преимущественно ороговевающие (94,3%). ВПЧ-ассоциированные карциномы в 57,1% базалоидные, а в 42,9% ороговевающие.
Заключение. Плоскоклеточные карциномы вульвы являются преимущественно ВПЧ-независимыми. Для определения ВПЧ-статуса карциномы, а также молекулярного подтипа необходимо совместная оценка экспрессии р16 и р53 иммуногистохимическим методом.
Светлоклеточный почечно-клеточный рак (скПКР) – наиболее распространенный и агрессивный среди гистологических типов рака этой локализации. На его долю приходится около 80–90% всех случаев. Заболевание протекает бессимптомно вплоть до тяжёлых стадий и характеризуется высокой частотой летальных исходов, особенно при развитии метастатического процесса. Примерно в 30% случаев при первичной постановке диагноза уже выявляют отдаленные метастазы.
Целью данной работы являлась разработка новых современных методов, позволяющих быстро и надёжно прогнозировать развитие метастазов у больных раком почки для персонифицированного лечения.
Методы. На основании клинических и патоморфологических данных были отобраны образцы опухолевой и парной гистологически нормальной ткани почки, и сформирована выборка образцов для проведения расширенного молекулярно-генетического тестирования. Выделение РНК и ДНК проводили общепринятыми методами. Экспрессию генов анализировали при помощи количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени с использованием специализированных наборов TaqMan® Gene Expression Assays (Applied Biosystems, США). Уровень метилирования анализируемых генов оценивали при помощи бисульфитной конверсии с последующей количественной метил-специфичной ПЦР. Статистическую обработку данных осуществляли с использованием программного обеспечения Statistica 10.0.
Результаты. По результатам проведенных исследований были выявлены белок-кодирующие гены CA9, NDUF4L2, EGLN3 и BHLHE41, снижение экспрессии которых ассоциировано с метастазированием скПКР (p < 0,05, ROC-анализ). По результатам анализа метилирования генов, связанных с посттранскрипционной регуляцией экспрессии, были выявлены гены микроРНК, повышение уровня метилирования которых ассоциировано с метастазированием скПКР: MIR125B-1, MIR193A, MIR1258, MIR34B/C (p < 0,002, ROC-анализ). На основании полученных данных была сформирована комбинированная панель генов для прогнозирования метастазирования скПКР. В панель вошли гены микроРНК и гены, кодирующие белки.
Заключение. Предложенная нами панель генов позволяет с высокой чувствительностью и специфичностью определить пациентов, опухоль которых обладает метастатическим потенциалом. При отрицательном тесте вероятность того, что метастазы отсутствуют, составляет 83%.
В ряде случаев при нарушениях восприятия слуховой информации у пациентов диагностируется сохранность внутреннего уха, непосредственно проведения по структурам ствола мозга и функций коры больших полушарий. Нейрофизиологическая основа таких нарушений остаётся неясной. Также не разработано ни одного надёжного метода, способного дать однозначный ответ, на каком уровне слуховой системы возникли функциональные нарушения. Подобная ситуация может вести к ошибкам диагностики и, как следствие, к затягиванию и значительному удорожанию лечения таких пациентов.
Цель. В данном исследовании была поставлена задача выявления скальповых аналогов активности среднего мозга, ассоциированной с изменением акустической среды, которые было бы возможно использовать в качестве неинвазивных методов оценки функциональной сохранности среднего мозга. За изменение акустической среды принимались начало и окончание звучания простого тона.
Методы. В работе проводили анализ и сопоставление активности среднего мозга, зарегистрированной с использованием глубинных электродов у 6 пациентов во время интраоперационного мониторинга (ИОМ) с активностью, зарегистрированной с использованием скальповых электродов у 17 здоровых добровольцев. Анализировали вызванные потенциалы (ВП) в ответ на простые тоны, предъявляемые с использованием модифицированной методики oddball.
Результаты. На ВП пациентов отчетливо выделялись пики, отражающие проведение звукового сигнала. Были выявлены комплексы коротколатентных пиков, ассоциированные с началом и окончанием звука, а также длиннолатентный пик Е, регистрирующийся после окончания звучания тона. На ВП здоровых добровольцев регистрировались два комплекса пиков, ассоциированные с началом и окончанием звука, которые могут служить косвенным подтверждением корректной оценки изменений акустической среды средним мозгом. Аналогов глубинного пика Е на скальповых ВП выявлено не было.
Заключение. Выявляемые на глубинных ВП комплексы пиков отражают реакцию среднего мозга на начало и окончание звука, а также разделение звукового потока на отдельные единицы. Выявляемые со скальпа комплексы пиков в ответ на начало и окончание звучания стимула могут служить косвенным подтверждением корректной оценки изменений слуховой среды в среднем мозге и могут быть рекомендованы в качестве дополнительного метода исследований слухового восприятия, позволяющего с высокой степенью надежности определять функциональную сохранность структур среднего мозга.
Нарушения походки являются характерными, часто встречаемыми и наиболее инвалидизирующими признаками болезни Паркинсона (БП) – широко распространенного хронического прогрессирующего нейродегенеративного заболевания. Показатели нарушений походки используются для прогноза развития, исхода болезни и оценки эффективности проводимого лечения. Исследования долговременной динамики нарушений походки на экспериментальных моделях БП немногочисленны, ограничиваются изучением коротких временных периодов несопоставимых с хроническим многолетним течением болезни у человека.
Цель работы – исследование параметров нарушения походки и особенностей их динамики в течение девятимесячного периода у половозрелых мышей при моделировании БП путём хронического интраназального введения амилоидогенных олигомеров белка α-синуклеина.
Материалы и методы. Самцам мышей С57BL/6J трёхмесячного возраста в течение 14 дней интраназально вводили раствор олигомеров рекомбинантного α-синуклеина либо физиологический раствор (ФР) с последующим тестированием походки (модификация footprint test) в возрасте 4, 9 и 12 месяцев. Для анализа походки использовали программы RecognitionOfSteps и EthoVision.
Результаты исследования. В возрасте 4 месяцев у мышей, получавших олигомеры α-синуклеина, по сравнению с животными, получавшими ФР, документированы начальные проявления нарушений походки – наблюдались тенденции к сокращению длины шага задних лап и длины первого шага правой задней лапы; в возрасте 9 месяцев документировано одно из характерных нарушений походки – сокращение длины шага всех лап; в возрасте 12 месяцев выявлены показатели неустойчивости походки – увеличение расстояния между центрами отпечатков правых лап, тенденции увеличения ширины шага задних лап и увеличения средней относительной извилистости пути.
Заключение. При экспериментальном моделировании БП путём хронического интраназального введения олигомеров α-синуклеина самцам линии С57BL/6J трехмесячного возраста, обнаружены нарушения походки и особенности их динамики в течение девятимесячного периода исследования, сходные с клиническими проявлениями прогрессирования дисфункций походки, наблюдаемыми на ранних и развёрнутых стадиях БП у человека.
Эксперименты на мышах, проведенные ранее, позволили выдвинуть предположение, что в основе противоопухолевого эффекта M3 макрофагов лежит их повышенная способность фагоцитировать антигены патогенных клеток. Однако использование М3 макрофагов для лечения опухоли у человека затруднено: 1) получением достаточного количества предшественников макрофагов; 2) дифференцировкой предшественников в макрофаги и их репрограммированием на М3 фенотип in vitro; 3) доставкой макрофагов в опухоль. Понимание этих проблем и данные о том, что в зоне опухоли есть много макрофагов М0 и М2 фенотипа делает перспективным разработку нового способа терапии опухоли путем повышения способности к фагоцитозу макрофагов М0 и М2 фенотипа. Литературный поиск сведений о факторах повышения фагоцитарной активности макрофагов выявил потенциального претендента на эту роль – наночастиц оксида графена (GO).
Целью настоящей работы была проверка гипотезы о возможности активации фагоцитарной функции макрофагов наночастицами GO.
Материалы и методы. В работе использовали макрофаги мышей, выделенные из перитонеального смыва. Для получения фенотипа М0, макрофаги культивировали в среде DMEM/F12. Для получения фенотипа М2, макрофаги культивировали в среде DMEM/F12 с добавлением 40% FBS. Фенотип М3 макрофагов получали добавлением в среду культивирования IFN-γ, ингибиторов STAT3, STAT6 и SMAD3. Дальше все фенотипы макрофагов стимулировали липополисахаридом (ЛПС). После окончания стимуляции макрофагов ЛПС, оценивали способность разных фенотипов к фагоцитозу. Оценку проводили с помощью набора окрашенных бактерий pHrodo® Red Staphylococcus aureus Bioparticles (Invitrogen). GO получали методом электрохимического расслоения рабочих электродов из высокоориентированного пиролитического графита. Макрофаги культивировали в присутствии GO в течение 2 часов, после чего отмывали и определяли коэффициент фагоцитоза по стандартной методике с использованием флуоресцентных частиц pHrodoTM BioParticles®. Фагоцитарную функцию оценивали у разных фенотипов макрофагов в нормальной и опухолевой среде.
Результаты. Добавление GO приводило к повышению фагоцитарной способности макрофагов с фенотипами М0 и М2 на 20% и 19%, соответственно, по сравнению с контролем, тогда как коэффициент фагоцитоза макрофагов с фенотипом М3 практически не изменялся. Кроме того, наночастицы GO снижали депрессивный эффект опухолевой среды на фагоцитарную активность макрофагов. Этот эффект существенно зависел от фенотипа макрофагов. Для М0 макрофагов происходило почти двукратное повышение активности, для М2 фенотипа фагоцитарная активности в опухолевой среде при добавлении GO увеличивалась более, чем на 50%, а для М3 фенотипа, добавление GO практически не влияло на уже достаточно высокую активность в опухолевой среде.
Заключение. Наночастицы GO способны повышать исходную и восстанавливать ослабленную в опухолевой среде способность М0 и М2 макрофагов к фагоцитированию.
Представлен обзор эволюции понятия «остеоинтеграция». Ранее явление остеоинтеграции понимали как «прямой контакт между имплантом и костью». В настоящее время выделяется роль клеточного микроокружения и иммунного ответа организма на чужеродное тело. Таким образом понятие «остеоинтеграция» эволюционирует до механизма защиты тканей организма на установленный имплантат, и в ходе этого процесса регенерация кости у поверхности имплантата является защитным механизмом организма от ранее считавшегося биоинертным материалом имплантата.
Установлено, что свойства поверхности имплантата являются одним из важных факторов достижения и поддержания остеоинтеграции. Свойства поверхности имплантата можно разделить на топографические, химические, механические и физические. Некоторые из этих факторов взаимодействуют друг с другом и не могут быть легко оценены по отдельности. Например, если изменяется топография поверхности, то, скорее всего, также будут изменены химия и физика поверхности. Приведен обзор химических, физических свойств (кристаллической структуры и гидрофильности) и механических особенностей дентальных имплантов, влияющих на качество и скорость их остеоинтеграции.
Издательство
- Издательство
- НИИОПП
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 125315, Москва, ул. Балтийская, дом 8
- Юр. адрес
- 125315, Москва, ул. Балтийская, дом 8
- ФИО
- Морозов Сергей Георгиевич (Директор)
- E-mail адрес
- sergey_moroz@list.ru
- Контактный телефон
- +7 (849) 9151042
- Сайт
- https:/niiopp.ru