arthyperАртериальная гипертензия"Arterial’naya Gipertenziya" ("Arterial Hypertension")1607-419X2411-8524Antihypertensive League10.18705/1607-419X-2010-16-4-385-389arthyper-1469Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESУвеличенный Na+/ Li+ обмен в эритроцитах больных гипертонической болезнью не обусловлен активацией Na+, Pi котранспортаIncreased Na+/Li+ exchange in erythrocytes of patients with essential hypertension is not caused by activation of Na+,Pi cotransportКольцоваС. В.KoltsovaS. V.sv.koltsova@gmail.comАкимоваО. А.АkimovaО. А.ol_akimova@hotmail.comКотелевцевС. В.KotelevtsevS. V.kotelevtsev@yandex.ruХаметП.HametP. ..pavel.hamet@umontreal.caОрловС. Н.OrlovS. N.sergei.n.orlov@umontreal.caНаучно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии РАМН, Москва, Россия Научно-ииследовательский центр университета, Монреаль, КанадаРоссияInstitute of General Pathology and Pathophysiology, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, Russia Research Centre of University of Montreal Hospital (CHUM), Montreal, CanadaRussian FederationНаучно-ииследовательский центр университета, Монреаль, Канада Московский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваРоссияResearch Centre of University of Montreal Hospital (CHUM), Montreal, Canada M.V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Biology, Moscow, RussiaRussian FederationМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваРоссияM.V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Biology, Moscow, RussiaRussian FederationНаучно-ииследовательский центр университета, Монреаль, КанадаРоссияResearch Centre of University of Montreal Hospital (CHUM), Montreal, CanadaRussian FederationНаучно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии РАМН, Москва, Россия Московский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваРоссияInstitute of General Pathology and Pathophysiology, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, Russia Research Centre of University of Montreal Hospital (CHUM), Montreal, Canada M.V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Biology, Moscow, RussiaRussian Federation201028082010164385389Copyright © Кольцова С.В., Акимова О.А., Котелевцев С.В., Хамет П..., Орлов С.Н., 20102010Кольцова С.В., Акимова О.А., Котелевцев С.В., Хамет П., Орлов С.Н.Koltsova S.V., Аkimova О.А., Kotelevtsev S.V., Hamet P..., Orlov S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://htn.almazovcentre.ru/jour/article/view/1469

Цель исследования. Известно, что активность Na+/Li+ противотранспорта (NLC) увеличена в эритроцитах части больных гипертонической болезнью. Молекулярная природа этого ионного переносчика остается низвестной. Так как неорганический фосфат (Pi) ингибирует Na+-зависимый выход Li+, было выдвинуто предположение, что NLC опосредован изоформой Na+,Pi котранспортера (NPC), экспрессированной в эритроцитах человека. В данной работе мы проверяем эту гипотезу. Материалы и методы. NLC измеряли как Na+o-зависимую компоненту скорости выхода Li+ из эритроцитов человека, крысы и кролика. Скорость NPC определяли в присутствии ингибиторов анионного обменника как Na+o-зависимую компоненту скорости входа32Pi. Результаты. NLC был ниже уровня достоверной детекции у крысы, но в ~50 раз выше у кролика по сравнению с человеком. В отличие от NLC, активность NPC у крысы, человека и кролика соотносилась как 1:2:6 и не зависела от нагрузки эритроцитов Li+. Выводы. Соотношение активностей NLC:NPC в эритроцитах крысы, человека и кролика резко различается. Полученные результаты свидетельствуют о том, что увеличенный NLC при гипертонической болезни не обусловлен активацией NPC. Эти данные также предполагают, что сравнительный транскриптомикс митохондриальной рибонуклеиновой кислоты (мРНК) ионных переносчиков в ретикулоцитах крысы, человека и кролика может быть использован для идентификации молекулярной природы NLC.

Objective. Numerous studies demonstrated augmented activity of Na+/Li+ countertransport (NLC) in erythrocytes of patients with essential hypertension. Molecular origin of ion carrier underlying these abnormalities remains unknown. Because of inhibition of Na+-dependent Li+ efflux by inorganic phosphate (Pi), it has been proposed that NLC is mediated by an isoform of Na+,Pi cotransporter (NPC) expressed in human erythrocytes. Our study examines this hypothesis. Design and methods. NLC activity was measured as Na+o-dependent component of Li+ efflux from Li+-loaded erythrocytes isolated from human, rat and rabbit. NPC was estimated in the presence of inhibitors of anion exchanger as Na+o-dependent32Pi influx. Results. NLC activity was below detection limit in rat and ~50-fold higher in rabbit compared to human erythrocytes. In contrast to NLC, NPC in rat, human and rabbit erythrocytes was in proportion of 1:2:6. The loading of erythrocytes with Li+ during hr, i.e. a step used for NLC measurement, did not affect the activity of NPC in erythrocytes from any species. Conclusions. The ratio of NLC:NPC activities in rat, human and rabbit erythrocytes is sharply different. These results argue against involvement of NPC isoforms in augmented NLC seen in patients with essential hypertension. They also suggest that comparative transcriptomics of mRNA encoding ion carriers in human, rat and rabbit reticulocytes is a potent tool for identification of molecular origin of NLC.

гипертоническая болезньNa+/Li+ противотранспортNa+Pi котранспортReferencesJones A.W. Altered ion transport in vascular smooth muscle from spontaneously hypertensive rats. Influence of aldosterone, norepinephrine and angiotensin // Circ. Res. - 1973. - Vol. 33, № 5. - P. 563-572.Jones A.W. Altered ion transport in vascular smooth muscle from spontaneously hypertensive rats. Influence of aldosterone, norepinephrine and angiotensin // Circ. Res. - 1973. - Vol. 33, № 5. - P. 563-572.Postnov Yu.V., Orlov S.N., Gulak P.V., Shevchenko A.S. Altered permeability of the erythrocyte membrane for sodium and potassium in spontaneously hypertensive rats // Pflugers Archiv. - 1976. - Vol. 365, № 2-3. - P. 257-263.Postnov Yu.V., Orlov S.N., Gulak P.V., Shevchenko A.S. Altered permeability of the erythrocyte membrane for sodium and potassium in spontaneously hypertensive rats // Pflugers Archiv. - 1976. - Vol. 365, № 2-3. - P. 257-263.Postnov Yu.V., Orlov S.N., Shevchenko A.S., Adler A.M. Altered sodium permeability, calcium binding and Na-K-ATPase activity in the red blood cell membrane in essential hypertension // Pflugers Archiv. - 1977. - Vol. 371, № 3. - P. 263-269.Postnov Yu.V., Orlov S.N., Shevchenko A.S., Adler A.M. Altered sodium permeability, calcium binding and Na-K-ATPase activity in the red blood cell membrane in essential hypertension // Pflugers Archiv. - 1977. - Vol. 371, № 3. - P. 263-269.Postnov Yu.V., Orlov S.N. Ion transport across plasma membrane in primary hypertension // Physiol. Rev. - 1985. - Vol. 65, № 4. - P. 904-945.Postnov Yu.V., Orlov S.N. Ion transport across plasma membrane in primary hypertension // Physiol. Rev. - 1985. - Vol. 65, № 4. - P. 904-945.Orlov S.N., Adragna N., Adarichev V.A., Hamet P. Genetic and biochemical determinants of abnormal monovalent ion transport in primary hypertension // Am. J. Physiol. - 1999. - Vol. 276, № 3, Pt. 1. - P. C511-C536.Orlov S.N., Adragna N., Adarichev V.A., Hamet P. Genetic and biochemical determinants of abnormal monovalent ion transport in primary hypertension // Am. J. Physiol. - 1999. - Vol. 276, № 3, Pt. 1. - P. C511-C536.Mead P.A., Wilkinson R., Thomas T.H. Na/Li countertransport abnormalities in type 1 diabetes with and without nephropathy are familial // Diabetes Care. - 2001. - Vol. 24, № 3. - P. 527-532.Mead P.A., Wilkinson R., Thomas T.H. Na/Li countertransport abnormalities in type 1 diabetes with and without nephropathy are familial // Diabetes Care. - 2001. - Vol. 24, № 3. - P. 527-532.Zerbini G., Gabellini D., Ruggieri D., Maestroni A. Increased sodium-lithium countertransport activity: a cellular dysfunction common to essential hypertension and diabetic nephropathy // J. Am. Soc. Nephrol. - 2004. - Vol. 15, Suppl. 1. - P. S81-S84.Zerbini G., Gabellini D., Ruggieri D., Maestroni A. Increased sodium-lithium countertransport activity: a cellular dysfunction common to essential hypertension and diabetic nephropathy // J. Am. Soc. Nephrol. - 2004. - Vol. 15, Suppl. 1. - P. S81-S84.Orlov S.N., Tremblay J., Hamet P. NKCC1 and hypertension: a novel therapeutic target involved in regulation of vascular tone and renal function // Curr. Opin. Nephrol. Hypert. - 2010. - Vol. 19, № 2. - P. 163-168.Orlov S.N., Tremblay J., Hamet P. NKCC1 and hypertension: a novel therapeutic target involved in regulation of vascular tone and renal function // Curr. Opin. Nephrol. Hypert. - 2010. - Vol. 19, № 2. - P. 163-168.Sarkadi B., Alifimoff J.K., Gunn R.B., Tosteson D.C. Kinetics and stoichiometry of Na-dependent Li transport in human red blood cells // J. Gen. Physiol. - 1978. - Vol. 72, № 2. - P. 249-265.Sarkadi B., Alifimoff J.K., Gunn R.B., Tosteson D.C. Kinetics and stoichiometry of Na-dependent Li transport in human red blood cells // J. Gen. Physiol. - 1978. - Vol. 72, № 2. - P. 249-265.Orlov S.N., Postnov I.Yu., Pokudin N.I., Kukharenko V.Yu., Postnov Yu.V. Na+/H+ exchange and other ion transport systems in erythrocytes of essential hypertensives and spontaneously hypertensive rats // J. Hypertens. - 1989. - Vol. 7, № 10. - P. 781-788.Orlov S.N., Postnov I.Yu., Pokudin N.I., Kukharenko V.Yu., Postnov Yu.V. Na+/H+ exchange and other ion transport systems in erythrocytes of essential hypertensives and spontaneously hypertensive rats // J. Hypertens. - 1989. - Vol. 7, № 10. - P. 781-788.Canessa M.L., Adragna N., Solomon H.S., Connoly T.M., Tosteson D.C. Increased sodium-lithium countertransport in red cells of patients with essential hypertension // N. Engl. J. Med. - 1980. - Vol. 302, № 14. - P. 772-776.Canessa M.L., Adragna N., Solomon H.S., Connoly T.M., Tosteson D.C. Increased sodium-lithium countertransport in red cells of patients with essential hypertension // N. Engl. J. Med. - 1980. - Vol. 302, № 14. - P. 772-776.Hardman T.C., Lant A.F. Controversies surrounding erythrocyte sodium-lithium countertransport // J. Hypertens. - 1996. - Vol. 14, № 6. - P. 695-703.Hardman T.C., Lant A.F. Controversies surrounding erythrocyte sodium-lithium countertransport // J. Hypertens. - 1996. - Vol. 14, № 6. - P. 695-703.Orlov S.N. Hypertension // In: Red cell membrane transport in health and disease / Ed. by I. Bernhardt, J.C. Ellory. - Berlin: Springer, 2003. - P. 587-602.Orlov S.N. Hypertension // In: Red cell membrane transport in health and disease / Ed. by I. Bernhardt, J.C. Ellory. - Berlin: Springer, 2003. - P. 587-602.Huot S.J., Aronson P.S. Na+-H+ exchanger and its role in essential hypertension and diabetes mellitus // Diabetes Care. - 1991. - Vol. 14, № 6. - P. 521-535.Huot S.J., Aronson P.S. Na+-H+ exchanger and its role in essential hypertension and diabetes mellitus // Diabetes Care. - 1991. - Vol. 14, № 6. - P. 521-535.Rutherford P.A., Thomas T.H., Wilkinson R. Erythrocyte sodium-lithium countertransport: clinically useful, pathophysiologically instructive or just phenomenology? // Clin. Sci. - 1992. - Vol. 82, № 4. - P. 341-352.Rutherford P.A., Thomas T.H., Wilkinson R. Erythrocyte sodium-lithium countertransport: clinically useful, pathophysiologically instructive or just phenomenology? // Clin. Sci. - 1992. - Vol. 82, № 4. - P. 341-352.Baraban J.M., Worley P.F., Snyder S.H. Second messenger systems and psycoactive drug focus on the phosphoinositide system and lithium // Am. J. Psychiatry. - 1989. - Vol. 146, № 10. - P. 1251-1260.Baraban J.M., Worley P.F., Snyder S.H. Second messenger systems and psycoactive drug focus on the phosphoinositide system and lithium // Am. J. Psychiatry. - 1989. - Vol. 146, № 10. - P. 1251-1260.Lenox R.H., Manji H.K. Lithium // In: Textbook of psychopharmacology / Ed. by A.F. Schatzberg, C.B. Nemeroff. - Washington DC: American Psychiatric Press, 1995. - P. 303-349.Lenox R.H., Manji H.K. Lithium // In: Textbook of psychopharmacology / Ed. by A.F. Schatzberg, C.B. Nemeroff. - Washington DC: American Psychiatric Press, 1995. - P. 303-349.Орлов С.Н., Покудин Н.И., Котелевцев Ю.В. Калиевые каналы, анионный транспорт и активость Na+-насосы мембраны эритроцитов: три различных механизма регуляции внутриклеточным кальцием // Биохимия. - 1987. - T. 52. - C. 1373-1386.Орлов С.Н., Покудин Н.И., Котелевцев Ю.В. Калиевые каналы, анионный транспорт и активость Na+-насосы мембраны эритроцитов: три различных механизма регуляции внутриклеточным кальцием // Биохимия. - 1987. - T. 52. - C. 1373-1386.Shoemaker D.G., Bender C.A., Gunn R.B. Sodium-phosphate cotransport in human red blood cells // J. Gen. Physiol. - 1988. - Vol. 92, № 4. - P. 449-474.Shoemaker D.G., Bender C.A., Gunn R.B. Sodium-phosphate cotransport in human red blood cells // J. Gen. Physiol. - 1988. - Vol. 92, № 4. - P. 449-474.Люсов В.А., Постнов И.Ю., Орлов С.Н., Ряжский Г.Г. Различия в скорости Na/Li-противотранспорта в мембране эритроцитов при гипертонической болезни и почечной гипертензии // Кардиология. - 1983. - T. 23, № 8. - С. 24-26.Люсов В.А., Постнов И.Ю., Орлов С.Н., Ряжский Г.Г. Различия в скорости Na/Li-противотранспорта в мембране эритроцитов при гипертонической болезни и почечной гипертензии // Кардиология. - 1983. - T. 23, № 8. - С. 24-26.Elmariah S., Gunn R.B. Kinetic evidence that the Na-PO4 cotransporter is the molecular mechanism for Na/Li exchange in human red blood cells // Am. J. Physiol. Cell. Physiol. - 2003. - Vol. 285, № 2. - P. C446-C456.Elmariah S., Gunn R.B. Kinetic evidence that the Na-PO4 cotransporter is the molecular mechanism for Na/Li exchange in human red blood cells // Am. J. Physiol. Cell. Physiol. - 2003. - Vol. 285, № 2. - P. C446-C456.Кобаль A.M., Орлов С.Н., Покудин Н.И., Кухаренко В.Ю., Постнов Ю.В. Модификация ион-транспортирующих систем эритроцитов человека при хранении // Бюлл. эксп. биол. мед. - 1990. - Т. 110. - С. 151-153.Кобаль A.M., Орлов С.Н., Покудин Н.И., Кухаренко В.Ю., Постнов Ю.В. Модификация ион-транспортирующих систем эритроцитов человека при хранении // Бюлл. эксп. биол. мед. - 1990. - Т. 110. - С. 151-153.Duhm J., Becker B.F. Studies on lithium transport across the red cell membrane. V. On the nature of the Na+ -dependent Li+ countertansport system of mammalian erythrocytes // J. Membrane Biol. - 1979. - Vol. 51, № 3-4. - P. 263-286.Duhm J., Becker B.F. Studies on lithium transport across the red cell membrane. V. On the nature of the Na+ -dependent Li+ countertansport system of mammalian erythrocytes // J. Membrane Biol. - 1979. - Vol. 51, № 3-4. - P. 263-286.Thomas T.H., Rutherford P.A., Vareesangthip K., Wilkinson R., West I.C. Erythrocyte membrane thiol proteins associated with changes in the kinetics of Na/Li countertransport: a possible molecular explanation of changes in disease // Eur. J. Clin. Invest. - 1998. - Vol. 28, № 4. - P. 259-265.Thomas T.H., Rutherford P.A., Vareesangthip K., Wilkinson R., West I.C. Erythrocyte membrane thiol proteins associated with changes in the kinetics of Na/Li countertransport: a possible molecular explanation of changes in disease // Eur. J. Clin. Invest. - 1998. - Vol. 28, № 4. - P. 259-265.Kahn A.M. Differences between human red blood cell Na+-Li+ countertransport and renal Na+-H+ exchange // Hypertension. - 1987. - Vol. 9, № 1. - P. 7-12.Kahn A.M. Differences between human red blood cell Na+-Li+ countertransport and renal Na+-H+ exchange // Hypertension. - 1987. - Vol. 9, № 1. - P. 7-12.Орлов С.Н., Кузнецов С.Р., Колосова И.А., Макаров В.Л. Na+/H+ и Na+/Na+ противотранспорт в эритроцитах человека, кролика и крысы: доказательство наличия двух независимых ионтранспортирующих систем // Биохимия. - 1994. - T. 59. - C. 639-647.Орлов С.Н., Кузнецов С.Р., Колосова И.А., Макаров В.Л. Na+/H+ и Na+/Na+ противотранспорт в эритроцитах человека, кролика и крысы: доказательство наличия двух независимых ионтранспортирующих систем // Биохимия. - 1994. - T. 59. - C. 639-647.Orlov S.N., Kuznetsov S.R., Pokudin N.I., Tremblay J., Hamet P. Can we use erythrocytes for the study of the activity of ubiquitous Na+-H+ exchanger (NHE-1) in essential hypertension? // Am. J. Hypertens. - 1998. - Vol. 11, № 7. - P. 774-783.Orlov S.N., Kuznetsov S.R., Pokudin N.I., Tremblay J., Hamet P. Can we use erythrocytes for the study of the activity of ubiquitous Na+-H+ exchanger (NHE-1) in essential hypertension? // Am. J. Hypertens. - 1998. - Vol. 11, № 7. - P. 774-783.Jennings M.L., Adams-Lackey M., Cook K.W. Absence of significant sodium-hydrogen exchange by rabbit erythrocyte sodium-lithium countertransport // Am. J. Physiol. - 1985. - Vol. 249, № 1, Pt. 1. - P. C63-C68.Jennings M.L., Adams-Lackey M., Cook K.W. Absence of significant sodium-hydrogen exchange by rabbit erythrocyte sodium-lithium countertransport // Am. J. Physiol. - 1985. - Vol. 249, № 1, Pt. 1. - P. C63-C68.Zerbini G., Maestroni A., Breviario D., Mangili R., Casari G. Alternative splicing of NHE-1 mediates Na-Li countertransport and associates with activity rate // Diabetes. - 2003. - Vol. 52, № 6. - P. 1511-1518.Zerbini G., Maestroni A., Breviario D., Mangili R., Casari G. Alternative splicing of NHE-1 mediates Na-Li countertransport and associates with activity rate // Diabetes. - 2003. - Vol. 52, № 6. - P. 1511-1518.Murer H., Hernando N., Forster I., Biber J. Proximal tubular phosphate reabsorption: molecular mechanisms // Physiol. Rev. - 2000. - Vol. 80, № 4. - P. 1373-1409.Murer H., Hernando N., Forster I., Biber J. Proximal tubular phosphate reabsorption: molecular mechanisms // Physiol. Rev. - 2000. - Vol. 80, № 4. - P. 1373-1409.Virkki L.V., Biber J., Murer H., Forster I.C. Phosphate transport: a tale of two solute carrier families // Am. J. Physiol. Renal Physiol. - 2007. - Vol. 293, № 3. - P. F643-F654.Virkki L.V., Biber J., Murer H., Forster I.C. Phosphate transport: a tale of two solute carrier families // Am. J. Physiol. Renal Physiol. - 2007. - Vol. 293, № 3. - P. F643-F654.Reimer R.J., Edwards R.H. Organic anion transport is the primary function of the SLC17/type I phosphate transport family // Pfluger Arch. Eur. J. Physiol. - 2004. - Vol. 447, № 5. - P. 629-635.Reimer R.J., Edwards R.H. Organic anion transport is the primary function of the SLC17/type I phosphate transport family // Pfluger Arch. Eur. J. Physiol. - 2004. - Vol. 447, № 5. - P. 629-635.Timmer R.T., Gunn R.B. The molecular basis for Na-dependent phosphate transport in human erythrocytes and K562 cells // J. Gen. Physiol. - 2000. - Vol. 116, № 3. - P. 363-378.Timmer R.T., Gunn R.B. The molecular basis for Na-dependent phosphate transport in human erythrocytes and K562 cells // J. Gen. Physiol. - 2000. - Vol. 116, № 3. - P. 363-378.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.