Na_K_ase 在細胞膜上的主要功能是當Na pump,主動運輸3個鈉離子出去,2個 鉀離子進入細胞內,以維持較高的細胞外鈉離子濃度及較高的細胞內鉀離子濃度。此 活性與各種細胞功能之調節有密切關係,例如神經傳遞物質之釋放,血管平滑肌的收 縮,腎釔管對鈉離子的再吸收,心肌的收縮力等,都與此活性大小有關連,因此如果 此活性改變了,將會影響上述的功能,由此可見其重要性。 神經細胞膜含有豐富的Na_K_ase可謂神經傳遞物質的釋放,此細胞膜上該之性質 如何,並未有詳細研究,蜂毒與蛇毒毒素對細胞膜ATPase的作用如何,亦一併研究。 此外,Na_K_ase既然和許多細胞功能有密切關係,因此此活性異常可能與某些疾 病有關,本論文研究三種不同高血壓大鼠各組織Na_K_ase活性之變化與血壓升高 之關係,此外以alloxan 處理小白鼠使之產生糖尿病,研究各組織中此變化情形,期 能瞭解Na_K_ase活性與這兩種疾病的關係。 神經細胞膜上的ATPase,約70%為ouabain-sensitive之Na_K_ase ,而30% 為ouabain-insensitive 之MgATPase,當NaCL或KCL不存在時,Na_K_ase 幾 乎無活性,表示此需同時由NaCL和KCL來活化,其濃度之和為120mM時,100mM NaCL和20mM KCL為活化此之最適當濃度。Na,K和ATP活化此之Km值分別為13.9 8±Ο.13,1.015±0.026和0.714±0.009mM,與其他組織 或動物此之值相近,表示神經細胞膜上之Na_K_ase與其他動物或組織之是很相似 的。Ca為此Na site 之競爭性抑制劑,此種抑制Na_K_ase活性之作用可能參與神 經傳遞物質之釋放。至於MgATPase ,MgCL之濃度2到5 mM時,其活性最高 ,KCL 濃度增加時,其活性明顯增加,因此神經細胞膜之此可能與synaptic vesicle s 上的MgAT-Pase相似,與神經傳遞物質之釋放有關。 Melittin抑制Na_K_ase之作用受到KCL拮抗,由doublereciprocal plot發現meli ttin和ouabain對此之K site均有競爭性之抑制作用,進一步以multiple-durg dffe- ct方法分析,當ouabain與melittin合用時,抑制此之作用大於45%其相互間有sy- nergism之關係,而較高濃度之melittin可增加〔H〕ouabain之binding,因此其syn- ergism之作用可能為melittin增加〔H〕ouabain之binding。PC 可對抗melittin但不 能對抗ouabain之作用,而且細胞膜預先用PLA處理,ouabain 之抑制作用不受影響 ,因此ouabain之作用可能不直接需要phospholipidmoiety。KCL 並不影響CTX之作用 ,相反地Ca依dose-dependent之方式增加此毒素之作用,對melittin則需較高濃度( 2和5mM)才有加強作用;在所試驗之磷脂中,祇有PC可減弱melittin之作用,而PC ,PS和SM均可減弱 CTX之抑制作用,因此此二毒素雖藥理作用有很多相似的地方,而 對Na_K_ase之抑制方式是不同的。 對PLA和β-BuTX而言,PS與SM對抗PLA抑制Na_K_ase 之作用比PE和PC好,而 對β-BuTX,PC比SM好而PE和PS無作用,此結果表示此二毒素之受質特異性不同;KC L 可對抗而Ca可加強β-BuTX之作用,此與該毒素抑制神經一肌傳導之作用相似,KCL 不影響但Ca對PLA之作用,因此這二種毒素與細胞膜ATPase作用所需之conformat ional sta-te不同,本實驗結果至少可以部份反應β-BuTX有神經毒性而PLA則無神 經毒性之區別。 在自發性高血壓大鼠,其紅血球細胞膜、腎臟和心室肌之Na_K_ase活性在血壓尚 未上升時(6週大)就已經降低,而腦皮質之活性不變,當血壓上升時(14週大) 這些變化有特異性的,因為Mg-ATPase及5′-nucleotidase活性幾乎都不改變,由〔 H〕ouabain binding之研究,得知Na_K_ase活性之減少是減少其結合部位之數目 ,而不是改變其結合親和性。因此在紅血球,腎臟和心室肌,此活性之異常為先天性 缺陷,而此種缺陷可能廣存在一般細胞膜上,此活性降低可能促使血管不滑肌內鈉離 子增加,進而使鈣離子增加,結果使動脈血管張力增加,周邊血管阻力增加,因而和 高向壓之發生和維持有關。14週SHR之腦皮質Na_K_ase活性降低,ouabain和PL A對SHR和WKY大鼠之此抑制程度相同,但melittin對SHR之的抑制較好,因此melitt in可當作一種probe來區別SHR和MKY大鼠之Na_K_ase。 Crollman腎性高血壓大鼠,腎臟之Na_K_ase 活性不變,而wrapped之正常血壓大 鼠,此活性反而增加,這些變化可能一方面是單一腎臟內鈉負擔量大而促進此活性( a-daptation ),而另一方面是高血壓時內因性Na_K_ase inhibitor增加抑制此 之綜合結果。至於DOCA-NaCL 高血壓之腎臟,此之活性增加,可能其adaptation之效 應較高而來。紅血球此活性之變化在此二型高血壓大鼠與腎臟相同,心肌此在Grollm an腎性高血壓與腎臟之變化相同,相反地在DOCA-NaCL 高血壓大鼠,此活性降低,可 能inhibitor對心肌之抑制較強。此活性之變化是有特異性的,因為Mg-ATPase和5’ -uncleotidase活性幾乎都不改變,而Na_K_ase活性之變化為〔H〕ouabain 結合部位數目之改變,其結合親和性並未改變。 血壓尚未上升之6週SHR,其腦皮質Na_K_ase活性不變,而catecholamines 含量 亦不變,血壓上升之14週SHR,此活性降低而catecholamines 含量卻增加,相反地 在Grollman腎性和DOCA-NaCL 高血壓大鼠,此活性均增加但catecholamines含量未變 ,因Na_K_ase活性與catecholamines之變化無平行關係,所以此活性之變化與ca te-cholamines含量變化無關。 糖尿病小鼠各組織之Na_K_ase活性,在紅血球和心室肌為降低,腎臟、骨骼肌和 肝臟為增加,而腦神經膜之此先增加後恢復,這些變化與血糖增加及糖尿病之產生有 關,因經alloxan 處理而血糖不變之小鼠,此活性均無變化。Ca-ATPase 活性之變化 與Na_K_ase相同,而Mg-ATPase之變化較少,心肌Na_K_ ase和Ca-ATPase活性降 低可能和糖尿病所生之cardiomyopathy有關,而腎臟之活性之增加可能為adaptation 和腎小管細胞膜glycosylation而來。
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