ВОЗМОЖНАЯ РЕГУЛЯТОРНАЯ РОЛЬ ВНУТРИКЛЕТОЧНОГО Mg(2+) ВО ВКУСОВОЙ ТРАНСДУКЦИИ
Ким Ю. В., Линдеман Б., Колесников С. С.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино; *Факультет физиологии, Университет Саара, Хомбург, Германия
Методом
patch clamp исследовались
ВП-клетки из вкусовых почек языка крыс и мышей. Было установлено,
что ВП-клетки могут отвечать на замену экстраклеточного
Na+
на непроницаемый Н-метил-д-глюкамин (NMG+)
обратимым увеличением как минимум на порядок ионной проницаемости
наружной мембраны. Это явление требовало присутствия в наружном
растворе ионов Mg2+, но не Са2+. В ряде
случаев Na+/NMG+-замена приводила к осцилляциям
проводимости ВП-клеток, которые подавлялись удалением экстраклеточного
Mg2+.
Описываемые явления и их кинетика.могут быть объяснены, если ВП-клетки
экспрессируют Na+/Mg2+-oбмeнник, Mg2+-проницаемую
проводимость и проводимость, активируемую внутриклеточным
Mg2+ ([Mg]in).
В этом случае замена наружного Na+
на NMG+
ведет к ингибированию Na+/Mg2+-oбмeнникa,
что вызывает увеличение [Mg]in
и активацию [Mg]in-завиcимой
проводимости. В качестве одного из тестов данной гипотезы мы исследовали
динамику [Mg]in
в цитоплазме ВП-клеток, используя изолированные ВП, флуоресцентный
индикатор Mag-Fura-2
и визуализацию относительной флуоресценции
(ratio imaging).
ВП адгезировались на покровном стекле и 26-30 мин прокрашивались
в среде, содержащей мембранно-проницаемый индикатор
Mag-Fura-2/AM,
который затем отмывался раствором без Mg2+. Флуоресценция
от ВП регистрировалась CCD
камерой (эмиссия - 490 нм и выше, возбуждение - 340
и 380 нм) и использовалась для создания цифрового изображения
клеток в данной ВП, из которых 12-15 клеток выбиралось для анализа.
В норме (140 мМ NaCl,l
мМ MgCl2,
1 мМ СаС12
в наружном растворе) средняя концентрация
[Mg]in
была оценена
нами примерно в 300 мкМ. Замена экстраклеточного
NaCI на
NMGC1 вызывала
выраженный рост [Mg]in
вплоть до 4-10 мМ (обычно до 1-3 мM)
в течение 5-15
мин и в большинстве (~90%) клеток ВП. Примерно в 20% случаев
[Mg]in
претерпевал 3-4 осцилляции, прежде чем достичь максимального уровня.
NMG-индуцированный рост [Mg]in
зависел от внеклеточной концентрации как Са2+, так
и Mg2+ и наблюдался даже в отсутствие последнего, свидетельствуя
о сложном механизме регуляции [Mg]in.
Приведенные факты не могут быть объяснены входом наружного Mg2+
и ингибированием Na+/Mg2+-oбмeнa и, очевидно,
требуют предположить, что высвобождение Mg2+
из внутриклеточного буфера вносило вклад в эффекты
NMG+.
Сладкий сахарин и горький денатониум также вызывали рост
[Mg]in,
однако в меньшей степени, чем NMG
и всего в 2-5 клетках на ВП. Полученные данные свидетельствуют
о том, что в ВП-клетках функционируют эффективные системы, контролирующие
[Mg]in, a также
[Mg]in-зависимая проводимость, которые могут быть вовлечены
во вкусовую трансдукцию. Данная работа была частично поддержана
Медицинским институтом им. Ховарда Хьюза (США) (грант
HHMI 75195-545801),
Фондом гражданских исследований и развития (США) (грант
RN1-401), а также
фондом Deutsche Forschungsgemeinschaft
(гранты SFB 246-C1 и
Lil26 / 7-1).