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目的:探讨腺苷A1受体在大鼠肾小管髓袢升支粗段(thick ascending limb,TAL)管周膜50-pS钾离子通道活性中的调控作用及机制。研究生理浓度腺苷(Adenosine,ADO)对钾离子通道活性的影响,深入阐明腺苷在肾小管TAL调节NaCl的重吸收机制。 方法:SD大鼠576只,正常饮食喂养。细胞贴附式膜片钳技术封接肾小管TAL管周膜,分别观察并记录腺苷、激活或抑制腺苷A1受体对单通道钾离子电流的作用。 结果: 一、100 nmol/L腺苷抑制大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道活性。实验中记录到电导为50-pS的通道电流约占管周膜电流总数的72.74%。钳制电压从0mV改变为-20、-40和-60mV时,50-pS钾离子通道电流幅值逐渐增大。100 nmol/L腺苷抑制50-pS钾离子通道,通道开放几率(channel openprobability,NP0)从0.23±0.09减少到0.09±0.07(n=10,p<0.01),洗脱后NP0恢复到0.16±0.09;200 nmol/L腺苷抑制50-pS钾离子通道活性,加入腺苷前NP0为0.24±0.06,加入腺苷后减少为0.11±0.03(n=5,p<0.01),400、800和1000nmol/L腺苷对50-pS钾离子通道无明显作用。 二、腺苷A1受体在大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道活性调控中的作用。腺苷A1受体激动剂cyclohexyladenosine(CHA)模拟了腺苷(100 nmol/L)对大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道的抑制作用。加入100 nmol/L CHA前后通道开放几率分别为0.33±0.11和0.10±0.1(n=8,p<0.01),洗脱后NP0恢复为0.26±0.1。选择性腺苷A1受体抑制剂8-cyclopentyl-1,3-dipropylxanthine(DPCPX)阻断A1受体后,100 nmol/L腺苷未明显抑制钾离子通道活性,NP0分别为0.26±0.08(DPCPX)和0.24±0.1(DPCPX+Adenosine)(n=6,p>0.05)。DPCPX阻断了100nmol/LCHA对50-pS钾离子通道的抑制作用,加入DPCPX通道开放几率为0.18±0.14,再次加入CHA后NP0为0.1±0.09(n=6,p>0.05),差异无统计学意义。以上结果表明,100 nmol/L腺苷通过激活腺苷A1受体抑制大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜50-ps钾离子通道。 三、磷脂酶C-蛋白激酶C-MAPK信号转导途径参与介导腺苷A1受体在大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道活性调控中的作用。在磷脂酶C抑制剂U-73122存在下,100 nmol/L CHA对髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道的抑制作用被阻断,NP0分别为0.32±0.09(U-73122)和0.31±0.08(U-73122+CHA)(n=7,p>0.05)。在蛋白激酶C的抑制剂Calphostin C存在下,100 nmol/L CHA未抑制髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道活性,NP0分别为0.24±0.1(Calphostin C)和0.23±0.1(Calphostin C+CHA)(n=5,p>0.05)。加入ERK抑制剂PD98059明显增加50-pS钾离子通道的活性,NP0从加药前0.20±0.06增加到0.53±0.1(n=5,p<0.01)。在PD98059存在下,100nmol/LCHA未明显抑制50-pS钾离子通道,NP0为0.51±0.1(PD98059)和0.49±0.1(PD98059+CHA)(n=5,p>0.05)。p38抑制剂SB202190激活管周膜50-pS钾离子通道,NP0从加药前0.19±0.09增加到0.57±0.1(n=6,p<0.01)。SB202190未能阻断100 nmol/L CHA对50-pS钾离子通道的抑制作用,加入CHA前后NP0为0.56±0.07(SB202190)和0.32±0.1(SB202190+CHA)(n=5,p<0.05),差异有统计学意义。以上实验结果表明,在生理状态下,ERK和p38参与调控髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道;磷脂酶C-蛋白激酶C-MAPK(ERK)信号转导途径参与介导CHA对管周膜50-pS钾离子通道的抑制作用。 四、磷脂酶A2信号转导途径参与介导腺苷A1受体在大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道的调节作用。加入磷脂酶A2抑制剂AACOCF3明显增加50-pS钾离子通道活性,NP0从加药前0.16±0.06增加到加药后0.56±0.1(n=4,p<0.01)。在AACOCF3存在下,100 nmol/L CHA未明显抑制50-pS钾离子通道,NP0分别为0.51±0.15(AACOCF3)和0.48±0.12(AACOCF3+CHA)(n=5,p>0.05)。以上实验结果说明,磷脂酶A2信号转导途径参与介导CHA对管周膜50-pS钾离子通道的抑制作用。 五、100 nmol/L腺苷激活大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜150-pS离子通道,对100-pS离子通道无作用。100 nmol/L腺苷激活管周膜150-pS离子通道,通道开放几率从0.31±0.08增加到1.19±0.12(n=4,p<0.01);200 nmol/L腺苷使150-pS钾离子通道活性增加,加入腺苷前NP0为0.34±0.06,加入腺苷后为1.32±0.3(n=4,p<0.05)。100 nmol/L腺苷对管周膜100-pS离子通道无明显作用,加入腺苷前后NP0分别为0.86±0.2和0.9±0.23(n=5,p>0.05),差异无显著性。 结论: 一、100和200 nmol/L腺苷分别抑制大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道。 二、100 nmol/L腺苷通过激活腺苷A1受体抑制大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道。 三、PKC-MAPK(ERK)信号转导途径参与介导腺苷A1受体在大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道的调节作用。 四、PLA2信号转导途径参与介导腺苷A1受体对大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜50-pS钾离子通道的抑制作用。 五、100和200 nmol/L腺苷分别激活大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜150-pS离子通道。100 nmol/L腺苷对大鼠肾小管髓袢升支粗段管周膜100-pS离子通道无明显作用。