ИЗМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОСНОВНЫХ СИСТЕМ ПАССИВНОГО И АКТИВНОГО ТРАНСПОРТА ИОНОВ ЧЕРЕЗ ПЛАЗМАТИЧЕСКУЮ МЕМБРАНУ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ АДАПТАЦИИ К ПОВЫШЕННЫМ И ПОНИЖЕННЫМ ТЕМПЕРАТУРАМ
Ониани Д. А., Царцидзе Е. М., Демидчик В. В., Яблонская Л. И., Найдун С. Н., Соколик А. И., Ониани Т. И., Юрин В. М.
Тбилисский государственный университет, Грузия; Белорусский государственный университет, Минск, Беларусь
Целью настоящей работы
являлось выявление закономерностей изменения проводимости основных
систем ионного транспорта плазматических мембран (электрогенная
Н+-АТФазная помпа, хлорные и калиевые каналы) при длительной
адаптации интактных растительных клеток к условиям повышенной
(+35°С) и пониженной (+2°С) температур. В качестве объекта исследования
использовались гигантские интернодальные клетки пресноводной харовой
водоросли Nitella flexilis.
Была применена микроэлектродная техника. Эксперименты проводились
в режиме фиксации потенциала на плазмалемме. Несколько групп клеток
выдерживали перед регистрацией электрофизиологических параметров
плазмалеммы в течение 1-25 суток в условиях пониженной, стандартной
и повышенной температур. В ходе проведенных экспериментов было
установлено, что при длительной адаптации растительных клеток
к условиям повышенной температуры, начиная с 2-3 суток, резко
падает проводимость калиевых и хлорных каналов плазмалеммы, однако
не изменяются функциональные характеристики электрогенной Н+-АТФазной
помпы. В большинстве случаев (до 70-80% исследованных клеток)
к 5-6 суткам экспозиции при 35°С наблюдалось максимальное подавление
проводимости ионных каналов (100% ингибирование хлорного тока,
70-90% снижение проводимости калиевых каналов Г- и Д-типов). Эти
изменения были обратимы при переносе клеток в условия стандартной
температуры, однако процесс восстановления электрофизиологических
параметров до исходного уровня занимал несколько суток. При адаптации
клеток к условиям пониженной температуры не развивалось заметного
изменения электрофизиологических свойств ионных каналов, однако
при реадаптации к условиям стандартной температуры наблюдалась
активация электрогенной Н+-АТФазной помпы. Проводимость
помпы начинала возрастать через 15-30 мин после смены температурных
условий и достигала максимального значения в течение 2-3 часов
(общая проводимость плазмалеммы при этом возрастала в 3-5 раз).
Обнаруженные реакции ион-транспортных систем плазмалеммы, развивающиеся
в ответ на длительное температурное воздействие, вероятно, носят
адаптивный характер и направлены на поддержание адекватного ионного
гомеостаза в условиях существенного изменения активностей ионов
и модификации работы ферментативных систем клетки.