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).