Ảnh hưởng của kali và bicarbonat lên tế bào ống gần của Necturus

The Journal of Membrane Biology - Tập 79 - Trang 145-152 - 1984
Y. Matsumura1, B. Cohen1, W. B. Guggino1, G. Giebisch1
1Department of Physiology, Yale University School of Medicine, New Haven

Tóm tắt

Các tác động của sự thay đổi nồng độ K+ và HCO3− theo từng bước trong dung dịch màng đáy lên điện thế màng đáy (Vbl) của các tế bào ống gần của thận Necturus đã được khảo sát bằng cách sử dụng vi điện cực truyền thống. Số lượng chuyển giao biểu kiến đã được tính toán từ các thay đổi của Vbl sau khi thay đổi nồng độ K+ bên ngoài từ 1,0 đến 2,5 mm (tK, 1.0–2.5), 2,5 đến 10 và trong nồng độ HCO3− bên ngoài (tại pH không đổi) từ 5 đến 10 mm (tHCO3, 5–10), 10 đến 20, hoặc 10 đến 50. tK, 2.5–10 là 0,38±0,02 trong điều kiện kiểm soát nhưng giảm mạnh xuống còn 0,08±0,03 (P>0,001) bởi 4 mm Ba++. Nồng độ này của Ba++ đã giảm Vbl lần lượt 9±1 mV (tại 2,5 K+ bên ngoài). Tình trạng tưới với SITS (5×10−4 m) trong 1 giờ đã làm hyperpolarized Vbl thêm 10±3 mV và làm tăng tK, 2.5–10 một cách đáng kể lên 0,52±0,01 (P<0,001). Việc ứng dụng Ba++ trong sự hiện diện của SITS đã làm depolarized Vbl thêm 22±3 mV. Trong điều kiện kiểm soát, tHCO3, 10–50 là 0,63±0,05 và đã tăng lên 0,89±0,07 (P<0,01) bởi Ba++ nhưng đã giảm xuống 0,14±0,02 (P<0,001) bởi SITS. Trong sự vắng mặt của clorua bề mặt và đáy, phản ứng của Vbl với bicarbonat đã bị suy giảm nhưng vẫn còn tồn tại (tHCO3, 10–20 là 0,35±0,03). pH nội bào, được đo bằng vi điện cực trao đổi ion lỏng, đã tăng từ 7,42±0,19 đến 7,57±0,17 (P<0,02) khi bicarbonat bề mặt đáy được tăng từ 10 đến 20 mm tại pH không đổi. Những dữ liệu này cho thấy rằng tác động của bicarbonat lên Vbl chủ yếu là độc lập với các tác động lên độ dẫn K+ và có một đường dẫn bicarbonat mang dòng điện đáng kể trong màng đáy. Do đó, cả hai gradient K+ và HCO3− đều quan trọng trong việc tạo ra Vbl, và các tác động tương đối của chúng thay đổi theo tỉ lệ nghịch.

Từ khóa

#Kali #bicarbonat #điện thế màng #tế bào ống gần #thận Necturus.

Tài liệu tham khảo

Ammann, D., Lanter, P., Steiner, R.A., Schulthess, P., Shijo, Y., Simon, W. 1981. Neutral carrier based hydrogen ion selective microelectrode for extra- and intracellular studies.Anal. Chem. 53:2267–2269 Bello-Reuss, E. 1982. Electrical properties of the basolateral membrane of the straight portion of the rabbit proximal renal tubule.J. Physiol. (London) 326:49–63 Biagi, B., Kubota, T., Sohtell, M., Giebisch, G. 1981. Intracellular potentials in rabbit proximal tubules perfusedin vitro.Am. J. Physiol. 240:F200-F210 Boron, W.F., Boulpaep, E.L. 1983. Intracellular pH regulation in the renal proximal tubule of the salamander: Basolateral HCO −3 transport.J. Gen. Physiol. 81:53–94 Boulpaep, E.L. 1976. Electrical phenomena in the nephron.Kidney Int. 9:88–102 Boulpaep, E.L. 1978. TheNecturus kidney preparation.In: Manual of Renal Micropuncture. V.E. Andreucci, editor. pp. 461–465. Idelson, Naples Burckhardt, B.-Ch., Frömter, E. 1981. Bicarbonate and hydroxyl ion permeability of the peritubular cell membrane of rat renal proximal tubular cells.Pfluegers Arch. 389:R40 Cabantchik, Z.I., Rothstein, A. 1972. The nature of the membrane sites controlling anion permeability of human red blood cells as determined by studies with disulfonic stilbene derivatives.J. Membrane Biol. 10:311–330 Cemerikic, D., Giebisch, G. 1980. Intracellular sodium activity inNecturus kidney proximal tubule.Fed. Proc. 39:1080 Cohen, L.H., Mueller, A., Steinmetz, P.R. 1978. Inhibition of the bicarbonate exit step in urinary acidification by a disulfonic stilbene.J. Clin. Invest. 61:981–986 Frömter, E., Sato, K. 1976. Electrical events in active H+/HCO −3 transport across rat kidney proximal tubular epithelium.In: Gastric Hydrogen Ion Secretion. D.K. Kasbekar, G. Sachs, and W.S. Rehm, editors. pp. 382–403. Kekker, New York Guggino, W.B., Boulpaep, E.L., Giebisch, G. 1982. Electrical properties of chloride transport across theNecturus proximal tubule.J. Membrane Biol. 65:185–196 Guggino, W.B., London, R., Boulpaep, E.L., Giebisch, G. 1983. Chloride transport across the basolateral cell membrane of theNecturus proximal tubule: Dependence on bicarbonate and sodium.J. Membrane Biol. 71:227–240 Helman, S.I., Thompson, S.M. 1982. Interpretation and use of electrical equivalent circuits in studies of epithelial tissues.Am. J. Physiol. 243:F519-F531 Kubota, T., Biagi, B.A., Giebisch, G. 1983a. Effects of acid-base disturbances on basolateral membrane potential and intracellular potassium activity in the proximal tubule ofNecturus.J. Membrane Biol. 73:61–68 Kubota, T., Biagi, B.A., Giebisch, G. 1983b. Intracellular potassium activity measurements in single proximal tubules ofNecturus kidney.J. Membrane Biol. 73:51–60 Matsumura, Y., Cohen, B., Guggino, W.B., Giebisch, G. 1984. Regulation of the basolateral potassium conductance of theNecturus proximal tubule.J. Membrane Biol. 79:153–161 Nagel, W. 1979. Inhibition of potassium conductance by barium in frog skin epithelium.Biochim. Biophys. Acta 552:346–357 O'Regan, M.G., Malnic, G., Giebisch, G. 1982. Cell pH and luminal acidification inNecturus proximal tubule.J. Membrane Biol. 69:99–106 Planelles, G., Teulon, J., Anagnostopoulos, T. 1981. The effects of barium on the electrical properties of the basolateral membrane in proximal tubule.Naunyn-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 318:135–141 Sperelakis, N., Schneider, M.F., Harris, E.J. 1967. Decreased K+ conductance produced by Ba++ in frog sartorius fibers.J. Gen. Physiol. 50:1565–1583 Steels, P.S., Boulpaep, E.L. 1976. Effect of pH on ionic conductance of the proximal tubule epithelium ofNecturus and the role of buffer permeability.Fed. Proc. 35:465 Warnock, D.G., Rector, F.C. 1979. Proton secretion by the kidney.Annu. Rev. Physiol. 41:197–210