Barritt G J, Parker J C, Wadsworth J C
J Physiol. 1981 Mar;312:29-55. doi: 10.1113/jphysiol.1981.sp013614.
采用(45)Ca交换技术,在稳态条件下,就Ca的净移动而言,研究了肾上腺素对离体大鼠肝实质细胞中Ca分布的影响。(45)Ca最初被引入细胞外培养基中。通过含有LaCl3(以置换结合在细胞膜外位点上的(45)Ca)和硅油的溶液进行离心,将细胞与培养基分离后,测定细胞内(45)Ca的含量。在细胞外Ca浓度为1.3和2.4mmol/L时,在存在10^(-7)mol/L肾上腺素(或10^(-6)mol/L去氧肾上腺素)的情况下,观察到(45)Ca交换初始速率的刺激,交换曲线的平台期分别下降7%和无变化。在加入肾上腺素后1、15、30或45分钟加入(45)Ca时,观察到相同程度的刺激。
在细胞外Ca浓度为0.1mmol/L时,或在存在抗霉素A和寡霉素的情况下细胞外Ca浓度为2.4mmol/L时,未观察到交换初始速率的刺激。在0.1mmol/L Ca浓度下,在存在肾上腺素的情况下,交换曲线的平台期下降60%。在1.3mmol/L Ca浓度下引起(45)Ca交换初始速率半最大刺激的肾上腺素浓度(10^(-7)mol/L),与在0.1mmol/L Ca浓度下引起平台期半最大下降的浓度(2×10^(-7)mol/L)相似。
向用2.4或1.3mmol/L(45)Ca平衡的细胞中加入肾上腺素,分别导致(45)Ca的短暂丢失,随后在1或10分钟后恢复到新的稳态。在0.1mmol/L Ca浓度下也观察到(45)Ca的丢失,但细胞内(45)Ca含量至少30分钟保持最大降低。
采用非线性最小二乘迭代曲线拟合技术证明:(a)一个包含两个指数项的方程;(b)可交换Ca的三个区室(培养基和与细胞相关联的两个区室)的并联或串联排列,与在存在或不存在肾上腺素(或去氧肾上腺素)的情况下,在1.3或2.4mmol/L Ca浓度下获得的每组数据一致。在1.3mmol/L Ca浓度下,两个动力学定义的细胞区室中可交换Ca的量分别为每毫克湿重0.04 - 0.07和0.34 - 0.37nmol,Ca流出的速率常数分别为1.2 - 1.5和0.06 - 0.08min^(-1)。
对肾上腺素或去氧肾上腺素引起的变化分析表明,在细胞外Ca浓度为1.3和2.4mmol/L时,这些试剂导致动力学定义的小区室中可交换Ca的量增加75 - 150%,动力学定义的大区室中可交换Ca的量减少20%。这些变化是由从培养基流入动力学定义的小区室的Ca的速率常数增加80 - 160%介导的,并且是由流入大区室的速率常数降低20 - 60%或从大区室流出的速率常数增加20%介导的。
用5mmol/L乙二醇双四乙酸(EGTA)或5mmol/L氯化钙(CaCl2)代替用于将细胞与孵育培养基分离的溶液中的LaCl3,不会改变(45)Ca交换的动力学或肾上腺素的刺激作用。这一点,连同在1.3mmol/L细胞外Ca浓度下,肾上腺素在不存在但存在抗霉素A加寡霉素的情况下增加交换初始速率的观察结果,表明可交换Ca的两个细胞区室均在细胞内。
在存在或不存在肾上腺素的情况下,向用2.4mmol/L(45)Ca平衡的细胞中加入抗霉素A加寡霉素,分别置换出0.09和0.14nmol(45)Ca·mg^(-1)。
对用0.1mmol/L细胞外Ca平衡的细胞进行亚细胞分级分离显示,线粒体和微粒体含有大量(45)Ca。在存在肾上腺素的情况下,这些级分中(45)Ca的量分别减少50%和40%。
在37℃下,在2mmol/L镁离子(Mg2+)存在的情况下,用1.5×10^(-7)mol/L和0.9×10^(-7)mol/L游离Ca对分离的线粒体进行(45)Ca交换实验,检测到一个动力学定义的可交换线粒体Ca区室。发现Ca流出的速率常数分别为0.15±0.03和0.12±0.04min^(-1),与在细胞中观察到的从动力学定义的可交换Ca大区室流出Ca的速率常数的值合理一致。
得出结论:肾上腺素对肝细胞中的Ca移动有两种作用。这些作用是导致Ca从包括线粒体和微粒体的细胞内区室丢失,并增加Ca从细胞外培养基到细胞内位点的转运。这导致一个小的细胞内区室中Ca的量增加,该小细胞内区室可能代表细胞质Ca或结合在质膜内侧位点上的Ca。