Анотація до роботи:

Ларіна О.А. Функціонування Na⁺–Ca²⁺-обмінника мембрани екзокринних секреторних клітин у прямому та зворотному режимах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 – фізіологія людини і тварин. Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, 2002.

Дисертація присвячена дослідженню функціонування Na⁺–Ca²⁺-обмінника плазматичної мембрани секреторних клітин слинних залоз личинки Chironomus plumosus L. у прямому та зворотному режимах. Ідентифіковано вихідний струм Na⁺–Ca²⁺-обміну, який розвивається у відповідь на деполяризацію плазматичної мембрани клітин та відображає функціонування Na⁺–Ca²⁺-антипортера у зворотному режимі. Встановлено залежність цього струму від величини рушійної сили транспорту іонів Na⁺ та [Са²⁺]_в. Показано, що зміни вихідного струму Na⁺–Ca²⁺-обміну, спричинені закисленням або залужненням розчинів, є аналогічними змінам вхідного струму. Це свідчить про подібність механізмів зв’язування та транслокації катіонів обмінником під час його функціонування у прямому та зворотному режимах. Ефект закислення розчинів свідчить про те, що у цих процесах беруть участь СОО^–-групи залишків аспарагінової та глутамінової кислот. Крім того, з’ясовано, що у функціонуванні Na⁺–Ca²⁺-обмінника у прямому та зворотному режимах важливу роль відіграють SH-групи амінокислотних залишків внутрішньоклітинних ділянок молекули обмінника. Виявлена залежність змін вмісту Са²⁺ у тканині залоз від наявності донорів NО у середовищі їх інкубації та отримано підтвердження того, що NО може здійснювати свій вплив на функціонування секреторних клітин через Na⁺–Ca²⁺-обмін. Встановлено залежність амплітуди вхідного та вихідного струмів Na⁺–Ca²⁺-обміну від концентрації нітропрусиду натрію за наявності та відсутності у внутрішньоклітинному розчині блокатора SH-груп. Її аналіз дозволив припустити, що NО може впливати на функціонування Na⁺–Ca²⁺-обмінника прямо, діючи на SH-групи амінокислотних залишків його молекули. Запропоновано схему функціонування Na⁺–Ca²⁺-обмінника у прямому та зворотному режимах.

Провівши на основі реєстрації I_(Na/Ca)вх у відповідь на раптову гіперполяризацію ПМ та I_{(Na/Ca)вих} у відповідь на її деполяризацію порівняльний аналіз функціонування Na⁺–Ca²⁺-обмінника екзокринних СК слинних залоз личинки Chironomus plumosus L. у прямому і зворотному режимах, ми дійшли наступних висновків:

1. Зареєстрований у відповідь на раптову деполяризацію ПМ вихідний струм за умови, що хлорний рівноважний потенціал рівний за величиною тестуючому потенціалу, у внутрішньо- і позаклітинному розчині відсутні катіони К⁺, а Са²⁺-помпа і ПК кальцієві канали заблоковані, залежить від рушійної сили транспорту іонів Na⁺ та кальцієвого концентраційного градієнта і пригнічується La³⁺. Це свідчить про те, що виявлений вихідний струм відображає функціонування Na⁺–Ca²⁺-обмінника у зворотному режимі при коефіцієнті стехіометрії n>2.

2. Закислення поза- або внутрішньоклітинного розчину спричиняє зменшення амплітуди I_(Na/Ca)вх та I_{(Na/Ca)вих}. Найімовірніше, що ці зміни зумовлені порушенням зв’язування катіонів з центрами катіонного зв’язування молекули обмінника.

3. Зміни функціонування Na⁺–Ca²⁺-обмінника як у прямому, так і зворотному режимах, спричинені залужненням поза- або внутрішньоклітинного середовищ, є різними: залужнення внутрішньоклітинного розчину призводить до зменшення амплітуди I_(Na/Ca)вх й I_{(Na/Ca)вих}, а залужнення позаклітинного – до збільшення амплітуди обох струмів. Це свідчить про те, що залужнення поза- та внутрішньоклітинних розчинів впливає на функціонування обмінника за різними механізмами.

4. SH-групи амінокислотних залишків внутрішньоклітинних ділянок молекули Na⁺–Ca²⁺-обмінника відіграють більш важливу роль у його функціонуванні у прямому режимі, ніж у зворотному, оскільки збільшення амплітуди I_(Na/Ca)вх внаслідок додавання до внутрішньоклітинного розчину ПХМБ є суттєвішим, ніж амплітуди I_{(Na/Ca)вих}.

5. NO стимулює функціонування Na⁺–Ca²⁺-обмінника в обох напрямках: внаслідок додавання до внутрішньоклітинного розчину донорів NO у низьких концентраціях амплітуда як I_(Na/Ca)вх, так і I_{(Na/Ca)вих} збільшується, а у високих концентраціях – дещо зменшується. Цей ефект NO реалізується його дією на SH-групи амінокислотних залишків, які входять до складу внутрішньоклітинних ділянок Na⁺–Ca²⁺- обмінника, оскільки додавання до внутрішньоклітинного розчину ПХМБ зменшує його.

6. Різна спрямованість впливу залужнення поза- та внутрішньоклітинного розчинів на струми Na⁺–Ca²⁺-обміну, а також той факт, що дія блокатора тіосульфатних груп ПХМБ є суттєвішою на I_(Na/Ca)вх, ніж на I_{(Na/Ca)вих}, і не проявляється при його додаванні до позаклітинного розчину свідчать про функціональну асиметрію обмінника.

Публікації автора:

1. Клевець М.Ю., Манько В.В., Федірко Н.В., Король Т.В., Ларіна О.А. Кальцій і плазматична мембрана секреторних клітин екзокринних залоз // Вісник Київськ. ун-ту ім. Т. Шевченка. Фізіологія: Проблеми регуляції фізіологічних функцій. – 2000. – Вип. 6. – С. 9-13.

2. Larina O.A., Manko V.V., and Klevets M.Yu. Effect of nitric oxide on secretion and accumulation of Ca²⁺ by the tissue of the salivary glands in Chironomus larvae // Нейрофизиология / Neurophysiology. – 2000. – T. 32, № 3. – C. 185-186.

3. Манько В.В., Ларіна О.А., Клевець М.Ю. Залежність вхідного струму Na⁺–Ca²⁺-обміну від pH внутрішньоклітинного розчину // Біологія тварин. – 2000. – Т. 2, № 2. – С. 137–143.

4. Манько В., Ларіна О., Клевець М. Залежність струму Na⁺–Ca²⁺-обміну плазматичної мембрани екзокринних секреторних клітин від функціонування Na⁺–К⁺-помпи // Вісник Львів. ун-ту. Серія біологічна. – 2001. – Вип. 27. – С. 218-224.

5. Ларіна О.А., Манько В.В., Клевець М.Ю. Вплив нітропрусиду натрію на Na⁺–Ca²⁺-обмін через плазматичну мембрану секреторних клітин слинних залоз личинки Chironomus plumosus L. // Біологія тварин. – 2001. – Т. 3, № 1. – С. 92–96.

6. Ларіна О.А., Манько В.В., Клевець М.Ю. Порівняння залежності вхідного та вихідного струмів Na⁺–Ca²⁺-обміну плазматичної мембрани секреторних клітин слинної залози від рН поза- та внутрішньоклітинного розчинів // Український медичний альманах. – 2001. – Т. 4, № 4. – С. 94–97.

7. Larina O., Manko V. Role of pH in functioning of Na⁺-Ca²⁺ exchanger in secretory cell plasma membrane // 6^th Internet World Congress for Biomedical Science INABIS 2000. 14-25 February, Spain.

8. Клевець М.Ю., Манько В.В., Ларіна О.А. Залежність вхідного струму Na–Ca-обміну мембрани секреторних клітин слинної залози личинки Chironomus plumosus L. від внутрішньоклітинного pH // Матеріали XV з'їзду Укр. фізіол. т-ва (Донецьк, 12 – 15 травня 1998 р.). – Фізіол. журн. – 1998. – Т. 44, № 3. – С. 161.

9. Манько В.В., Ларіна О.А. Вплив протекторів SH-груп на амплітуду струму Na–Ca-обміну мембрани клітин слинної залози личинки Chironomus plumosus L. // Тез. доп. II з'їзду Укр. біофіз. т-ва, 29 червня–3 липня 1998 р., м. Харків. – Харків, 1998. – С. 84.

10. Manko V., Klevets M., Larina O. Effect of intracellular solution alkalisation on Na-Ca-exchange current in secretory cells and its dependence on Na⁺ and Ca²⁺ gradients // 2^nd FEPS Congress, June 30-July 4, 1999, Prague, Chech Republic: Proceedings. - Physiol. Res. - 1999. - Vol. 48, Suppl. 1. - P. S46.

11. Манько В.В., Клевец М.Ю., Ларина О.А. Зависимость амплитуды тока Na⁺–Ca²⁺-обмена мембраны секреторных клеток от функциональной активности Са²⁺-насоса в условиях внутриклеточной перфузии // ІІ съезд биофизиков России, 23-27 августа 1999 г., Москва: Тез. докл. – Т. 2. – Москва, 1999. –С. 537–538.

12. Manko V., Larina O., Klevets M.Yu. The effect of nitric oxide on Na⁺-Ca²⁺ exchange current in secretory cells // 3^rd Europ. Biophys. Cong., Mnchen, Germany, Sept. 9-13, 2000: Abstracts.– Europ. Biphys. J. Biophis. Letters. – 2000. – Vol. 29, № 4-5. – P.327 (4D-6).

13. Larina O., Manko V., Klevets M.Yu. The effect of Nitric Oxide on functioning of salivary glands // 11^th European Students’ Conference at the Charit Berlin – for Medical Students and Young Doctors, November 22^nd – 26^th, 2000: Abstract Book. – P. 230 (PH9).

14. Stelmakh S.V., Manko V.V., Larina O.A. The influence ruthenium red on Ca²⁺-transport systems of secretory cells // 1^st Student’ International Congress of Medical Science (SICOMS), May 21-25 2001, Belgrade, Yugoslavia: Scientific program outline and abstracts.– Medicinski podmladak. – 2001. – Suppl. to Vol. 43, 1 May. – P. 198.

15. Larina O.A., Manko V.V., Klevets M.Yu. The effect of SH-group protector on inward and outward currents of secretory cell Na⁺-Ca²⁺ exchange // Programme and Abstracts of International Symposium “Intracellular Signaling in Plant and Animal Systems (ISPAS)”, 9-14 September, 2001, Kyiv, Ukraine. – S.l., 2001. – P. 74.

16. Larina O., Manko V., Klevets M.Yu. The role of SH-groups of exocrine secretory cell Na⁺-Ca²⁺ exchanger molecule in its functioning in forward and reverse modes // 4^th Young Physiologists` Meeting “Sensational Physiology”, 24^th-25^th Sept., 2001. – S.l., 2001. – P. 28.

17. Манько В.В., Стельмах С.В., Ларіна О.А. Вплив рутенію червоного на Са²⁺-транспортні системи секреторних клітин слинної залози личинки Chironomus plumosus // Механізми фізіологічних функцій в експерименті та клініці: Тез. доп. – Львів, 2001.– С. 36-37.

18. Larina O.A., Manko V.V., Klevets M.Yu., Velykopolska O.J. The effect of pH changes on Na⁺-Ca²⁺-exchange in exocrine secretory cells // II International Scientific Conf. for Medical Students and Young Scientists in LSMU, October 11-13 2001, Lviv, Ukraine: Program and abstracts. – S.l., 2001. – P. 97-98.