Функция ионных каналов эпителиальных клеток при муковисцидозе

Муковисцидоз (МВ) – системное наследственное заболевание, обусловленное мутациями в гене CFTR, который регулирует транспорт электролитов (главным образом хлора) через мембраны эпителиальных клеток, выстилающих выводные протоки экзокринных желез. Нарушение функции белка CFTR приводит к снижению пассажа ионов хлора через мембраны клеток и нарушению пассажа ионов натрия, бикарбонат-ионов, воды.

Целью исследования явилось комплексное изучение функционирования хлорного и альтернативных (натриевых и кальциевых) каналов эпителия у пациентов с МВ в возрастном аспекте с использованием функциональных тестов in vitro.

Материалы и методы. Использованы данные историй болезни пациентов с МВ и метод определения разницы кишечных потенциалов.

Результаты. Установлено, что с возрастом снижается функция кальциевого канала у людей без МВ и носителей «тяжелых» генотипов при МВ. Функция натриевого, хлорного, кальциевого каналов ниже во всех возрастных группах у пациентов с МВ по сравнению с таковой у лиц контрольной группы (р < 0,05). При сравнении групп пациентов с «тяжелым» и «мягким» генотипами выявлены статистически значимые различия в ответ на применение форсколина (р < 0,05), при «мягких» генотипах действует остаточная функция CFTR-канала, которая снижается с возрастом.

Заключение. Впервые описаны особенности функционирования хлорного и альтернативных каналов в возрастном аспекте при МВ с учетом генотипа пациентов.

1. Lee A., Fakler B., Kaczmarek L.K., Isom L.L. More than a pore: ion channel signaling complexes. J. Neurosci. 2014; 34 (46): 15159–15169. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3275-14.2014.

2. Brueggemann L.I., Gentile S., Byron K.L. Social networking among voltage-activated potassium channels. Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. 2013; 117: 269–302. DOI: 10.1016/B978-0-12-386931-9.00010-6.

3. Hille B. Ionic channels in excitable membranes. Current problems and biophysical approaches. Biophys. J. 1978; 22 (2): 283–294. DOI: 10.1016/S0006-3495(78)85489-7.

4. Kass R.S. The channelopathies: novel insights into molecular and genetic mechanisms of human disease. J. Clin. Invest. 2005; 115 (8):1986–1989. DOI: 10.1172/JCI26011.

5. Каширская Н.Ю., Капранов Н.И., Кондратьева Е.И., ред. Муковисцидоз. 2-е. изд. М.: Медпрактика-М; 2021. Доступно на: www.medpractika.ru/books/new/?id=316

6. Kimberg D.V., Baerg R.D., Gershon E., Graudusius R.T. Effect of cortisone treatment on the active transport of calcium by the small intestine. J. Clin. Invest. 1971; 50 (6): 1309–1321. DOI: 10.1172/JCI106610.

7. Frizzell R.A., Field M., Schultz S.G. Sodium-coupled chloride transport by epithelial tissues. Am. J. Physiol. 1979; 236 (1): F1–8. DOI: 10.1152/ajprenal.1979.236.1.F1.

8. Кондратьева Е.И., Красовский С.А., Старинова М.А. и др., ред. Регистр пациентов с муковисцидозом в Российской Федерации. 2020 год. М.: Медпрактика-М; 2022. Доступно на: https://api.med-gen.ru/site/assets/files/51107/site_registre_2020.pdf

9. Пухальский А.Л., Шмарина Г.В., Алёшкин В.А. Иммунологические нарушения и когнитивный дефицит при стрессе и физиологическом старении. Часть I: Патогенез и факторы риска. Вестник Российской академии медицинских наук. 2014; 69 (5–6): 14–22. DOI: 10.15690/vramn.v69i5-6.1038.

10. Derichs N., Sanz J., Von Kanel T. et al. Intestinal current measurement for diagnostic classification of patients with questionable cystic fibrosis: validation and reference data. Thorax. 2010; 65 (7): 594–599. DOI: 10.1136/thx.2009.125088.

11. Мельяновская Ю.Л., Кондратьева Е.И., Куцев С.И. Определение референтных значений для метода определения разности кишечных потенциалов в Российской Федерации. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2020; 15 (2): 162–165. Доступно на: https://cyberleninka.ru/article/n/opredelenie-referentnyh-znacheniy-dlya-metoda-opredeleniya-raznosti-kishechnyh-potentsialov-v-rossiyskoy-federatsii/viewer

12. Rao V., Kaja S., Gentile S. Ion channels in aging and aging-related diseases. In: Shiomi, N., ed. Molecular mechanisms of the aging process and rejuvenation. London: IntechOpen; 2016. DOI: 10.5772/63951.

13. Marcorelles P., Gillet D., Friocourt G. et al. Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator protein expression in the male excretory duct system during development. Hum. Pathol. 2012; 43 (3): 390–397. DOI: 10.1016/j.humpath.2011.04.031.

14. Frizzell R.A., Hanrahan J.W. Physiology of epithelial chloride and fluid secretion. Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2012; 2 (6): a009563. DOI: 10.1101/cshperspect.a009563.

15. Amaral M.D. Novel personalized therapies for cystic fibrosis: treating the basic defect in all patients. J. Intern. Med. 2015; 277 (2): 155–166. DOI: 10.1111/joim.12314.

16. Mall M.A., Mayer-Hamblett N., Rowe S.M. Cystic fibrosis: emergence of highly effective targeted therapeutics and potential clinical implications. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2020; 201 (10): 1193–1208. DOI: 10.1164/rccm.201910-1943SO.

17. Fajac I., Wainwright C.E. New treatments targeting the basic defects in cystic fibrosis. Presse Med. 2017; 46 (6, Pt 2): e165–175. DOI: 10.1016/j.lpm.2017.01.024.