İzole memeli ventriküler miyositlerinde sodyum-hidrojen değiş-tokuşcusunun hipoksik duyarlılığı ATP'nin rolü
Hypoxic sensitivity of the sodium-hydrogen exchanger in isolated mammalian ventricular myocytes. The role of ATP
- Tez No: 359597
- Danışmanlar: PROF. DR. BELMA TURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyofizik, Fizyopatoloji, Kardiyoloji, Biophysics, Physiopathology, Cardiology
- Anahtar Kelimeler: Aktivite, anoksi, hipoksi, hücre içi pH dengesi, sodyum-hidrojen değiş-tokuşcusu, Activity, anoxia hypoxia, intracellular pH regulation, sodium-hydrogen exchange
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyofizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 64
Özet
Hücre içi pH (pHi) hücre fizyolojisinde rol oynayan temel mekanizmalardandır. Sodyum/hidrojen değiş-tokuşu (NHE) pHi dengesinden sorumlu hücre dışına asit atımı yapan ana proteinlerdendir.Bu çalışmada izole sıçan ventriküler miyositlerinde NHE aktivitesi ölçüldü. NHE-1'i aktive etmek için hücreler CO2/HCO3- içermeyen koşullarda amonyum ön işlemi ile (20mM NH4Cl, 4-5 dk) asit yüklendi. Akut anoksi (1mM Na-diatonit, 100% N2) ihmal edilebilir miktarda geri plan asit yüklemesi oluşturmuştur (0.5mM/min) ve asitten kurtulmayı yavaşlatmıştır. Reoksijenasyon ise hızlı bir şekilde anoksik inhibisyonu tersine çevirmiştir. Anoksi hücre içi doğal tamponlamayı ya da Cl--bağımlı asit yüklemesini değiştirmediği gözlenmiştir.Gerçek hipoksik koşullar ise (%100 N2, ~1 mmHg PO2), hücrenin asitten kurtulmasınında yavaşlamaya neden olmuştur. Anoksi ile indüklenen NHE-1 aktivitesindeki yavaşlama oksidatif inhibitörler (miksotiazol, rotenon; 1 M/antimisin A; 5 µg/mL) ve glikoliz ve oksidatif fosforilasyon ortak inhibitörü iyodoasetat (0,5 mM) ile taklit edilmiştir. Ancak, 2--deoxy-D-glucose bir inhibisyon oluşturmamıştır. Buna karşın anoksi mitokondri membran potansiyelini keneti bozan maddelere (FCCP, 5 M) göre daha yavaş şekilde depolarize ettiği gözlenmiştir. Hücre içi ATP (ATPi) ölçümleri anokside ATPi seviyesi ve NHE-1 aktivitesi arasında ilişki olduğunu göstermiştir. Diğer yandan, reaktif oksijen türleri NHE-1'nin bazal kontrolü ve anoksik inhibisyonunda herhangi bir rol üstlenmediği görülmüştür. Diatonit ile indüklenen veya gerçek hipoksi NHE-1 aktivitesini hızlı ve geri dönüşlü biçimde azaltmıştır. Kan akışının bozulması kalpte birçok patofizyolojik durumda (ör.: miyokard iskemisi, koroner by-pass cerrahisi) karşılaşılan iskemi ile sonuçlanmaktadır. Bu koşullarda NHE-1'in hücreye aşırı Na+ yüklemesinden sorumlu olabileceği için, aktivitesi büyük önem kazanmaktadır. Genel olarak iskemi/reperfüzyondan sonra kalbin fonksiyonunun geriye dönüşü iskemide hücreye yüklenen Na+ miktarı ile ters orantılı olduğu kabul edilmektedir. Bu gözlem ana komponenti azalmış parsiyel oksijen basıncı olan miyokard iskemisinin moleküler mekanizmalarını kavramada önemlidir. Sonuç olarak mitokondri aktivitesi, ATPi seviyesi ve NHE-1'in hipoksi/anoksi yanıtı arasında bağlantı bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Intracellular pH (pHi) is a major regulator of cell physiology. Sodium/hydrogen exchange (NHE) is one of the principal acid-extruders, implicated in pHi regulation. NHE activity was measured in isolated rat ventricular myocytes. To stimulate NHE-1, cells were acid-loaded by means of an ammonium prepulse (20mM NH4Cl, 4-5 min) under nominally CO2/HCO3--free conditions. Acute anoxia (1mM Na-dithionite, 100% N2) induced background acid loading (0.5mM/min) but it was negligible and slowed the pHi recovery rate. Reoxygenation immediately reversed anoxic inhibition. Anoxia did not alter intrinsic buffering capacity or Cl--dependent intracellular acid-loading. Real hypoxia (%100 N2, ~1 mmHg PO2) also reduced pHi recovery rate. Anoxia-induced slowing of NHE-1 was mimicked by oxidative inhibitors (myxothiazol, rotenone; 1 M/antimycin A; 5 µg/mL) and also by the glycolytic and oxidative phosphorylation inhibitor iodoacetate (0.5 mM) but not with 2--deoxy-D-glucose. Anoxia slowly depolarized mitochondrial membrane potential, relative to mitochondrial uncouplers (FCCP, 5 M). Intracellular ATP (ATPi) measurements revealed that there is a correlation between ATPi levels and NHE-1 activity. In contrast reactive oxygen species does not seem to have role neither in basal regulation in normoxia nor in anoxic NHE-1 inhibition. Both dithionite-induced anoxia and real hypoxia attenuated NHE-1 activity rapidly and reversibly. Cessation of blood flow in the heart results in ischemia that can be observed in many pathophysiological situations (e.g.: Myocardial ischemia, coronary artery by-pass surgery). Under those circumstances, NHE-1 has great importance since its activity can lead to intracellular Na+ overload. It is widely accepted that the level of Na+ is inversely related to the recovery function after the period of ischemia/reperfusion. This observation is important while understanding the molecular mechanisms that take place during myocardial ischemia since the major consequence of ischemia is low ambient partial oxygen pressure. In conclusion, there seems to be a correlation between mitochondrial activity, ATPi levels and hypoxia/anoxia-response of NHE-1.
Benzer Tezler
- Ventriküler kardiyomiyositlerde hücre içi serbest ZN+2 artışının K+-kanal akımlarına etkisinin incelenmesi
Investigation on the effects of free intracellular ZN+2 increase on the K+-channel currents on ventricular cardiomyocytes
SİNAN DEĞİRMENCİ
- Memeli atriyal hücrelerinde ATP-duyarlı katyon kanallarının yaşlanmaya bağlı kalp fonksiyon değişikliklerindeki rolünün incelenmesi
The investigation of the role of ATP-sensitive cation channels on aging associated heart function alterations on mammalian atrial cells
SİNAN DEĞİRMENCİ
Doktora
Türkçe
2021
BiyofizikAnkara ÜniversitesiBiyofizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET UĞUR
PROF. DR. BELMA TURAN
- Anti cancer effect of garlic exosomes on different cancertypes
Sarmısak ekzozomlarının farklı kanser tipleri üzerindeanti kanser etkisi
MERVE GÜNEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
BiyoteknolojiYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRETTİN ŞAHİN
- Oryctolagus cuniculus (tavşan) genomundan kimozin geninin izolasyonu ve karakterizasyonu
Isolation and characterisation of Oryctolagus cuniculus (rabbit) chymosin
MERAL ATLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyoteknolojiHarran ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KARAASLAN