Bookchin R M, Lew V L
J Physiol. 1981 Mar;312:265-80. doi: 10.1113/jphysiol.1981.sp013628.
为追踪镰状细胞贫血红细胞中因血红蛋白S聚合而出现的广泛功能性膜异常的早期发展情况,我们研究了体外镰变脉冲对镰状细胞性状(SA)红细胞钙和钾转运的影响,这类细胞的膜最初是正常的。
镰变在饱食、饥饿和ATP耗竭的SA细胞中诱导了逐渐增加的钙摄取,在可比条件下,其摄取量始终显著高于正常(AA)红细胞。根据离子载体A23187诱导的(45)Ca平衡分布估算,SA细胞内离子化钙的比例约为总钙含量的0.4,SA细胞和AA细胞中的情况相似。
对于ATP耗竭的SA细胞,钙摄取(代表钙通透性)在镰变期间达到最大值,去镰变后仅部分恢复到正常水平。饱食或饥饿的SA细胞镰变期间的净钙摄取在复氧后转变为净钙流失,与钙梯度无关,这表明对照条件下低钙通透性已完全恢复。
饱食和饥饿的SA细胞去镰变后,镰变期间摄取的钙的上坡外排速率远低于在相似内部钙浓度下正常钙泵运作时预期的速率。
饥饿的SA细胞镰变2小时后,无论培养基中有无钙,ATP水平均降低50%;因此,镰变诱导的钙摄取与因钙泵活性导致的可测量的ATP消耗无关。
对于ATP耗竭的SA细胞,2 - 3微摩尔/升细胞的钙摄取引发了钾通透性系统的最大反应,导致细胞悬液中钾池完全平衡。饱食和饥饿的SA细胞镰变使钾通透性略有增加,这完全与有无钙无关。
仅ATP耗竭的SA细胞复氧后镰变形态持续存在,且在有钙存在时镰变后更常见(约20%),而在无钙培养基中则较少见(约4%)。
这些发现表明,最初的镰变会导致钙通透性增加,其程度和可逆性取决于细胞的代谢状态,还会导致部分钙泵功能衰竭,这似乎是不可逆的。我们证实镰变相关的钾通透性有小幅可逆增加,但除非细胞完全耗尽ATP,否则不会出现钙依赖性钾通透性增加。文中讨论了这些发现对SS细胞相关异常序列发展的影响。