Галина Сергеевна Батурина — канд. биол. наук, старший научный сотрудник сектора молекулярной физиологии клетки
пр-т акад. Лаврентьева, д. 10, Новосибирск, 630090
Galina S. Baturina — Cand. of Biol. Sci., senior researcher of thedepartment of cell molecular physiology
10 Lavrentyev Avenue, Novosibirsk, 630090
Любовь Евгеньевна Каткова — канд. биол. наук, научный сотрудник сектора молекулярной физиологии клетки
пр-т акад. Лаврентьева, д. 10, Новосибирск, 630090
Liubov E. Katkova — Cand. of Biol. Sci., researcher of the department of cell molecular physiology
10 Lavrentyev Avenue, Novosibirsk, 630090
Ирина Михайловна Кузеина — студентка
ул. Пирогова, д. 2, Новосибирск, 630090
Irina M. Kuseina — student
2, Pirogova, Novosibirsk, 630090
Ирина Георгиевна Пальчикова — д-р техн. наук, доцент, заведующая лабораторией
ул. Пирогова, д. 2, Новосибирск, 630090; ул. Русская, д. 41, Новосибирск, 630058
Irina G. Palchikova — Dr. of Techn. Sci., head of laboratory
2, Pirogova, Novosibirsk, 630090; 41, Russkay St., Novosibirsk, 630058
Евгений Иванович Соленов — д-р биол. наук, профессор, главный научный сотрудник
пр-т акад. Лаврентьева, д. 10, Новосибирск, 630090; ул. Пирогова, д. 2, Новосибирск, 630090; пр-т Карла Маркса, д. 20, Новосибирск, 630073
Evgenii I. Solenov — Dr. of Biol. Sci., professor, principal Researcher of the department of cell molecular physiology
10 Lavrentyev Avenue, Novosibirsk, 630090; 2, Pirogova, Novosibirsk, 630090; 20, Karl Marx Avenue, Novosibirsk, 630073
Игорь Алексеевич Искаков — д-р мед. наук, заведующий операционным блоком
ул. Колхидская, д. 10, Новосибирск, 630096
Igor A. Iskakov — Dr. of Med. Sci., head of surgery department
10, Kolkhidskaya St., Novosibirsk, 630096
Цель работы — исследовать основные характеристики транспортных механизмов клеток эндотелия роговицы человека и свиньи: водную проницаемость, активацию транспорта натрия из клетки после консервации и способность клеток к восстановлению объема при активации транспортных механизмов клеток эндотелия при температуре 37°С.
Материал и методы. Эксперименты проводили на переживающей культуре клеток эндотелия роговицы человека и свиньи. Изменения объема клетки определяли методом, основанным на эффекте гашения флуоресцентного красителя Calcein белками цитоплазмы. Внутриклеточную концентрацию ионов натрия в клетках определяли с помощью флуоресцентного красителя Sodium Green. Динамику восстановления клеточного объема и внутриклеточной концентрации ионов натрия изучали при изменении температуры среды с 20 до 37°С. Осмотическую водную проницаемость клеток эндотелия определяли по скорости изменения объема клетки при смене осмоляльности омывающей среды с гиперосмотической (560 мОсм/кг H2 O) на изотоническую (280 мОсм/кг H2 O).
Результаты. Установлено, что осмотическая водная проницаемость плазматической мембраны клеток эндотелия роговицы человека значительно выше, чем у свиньи Pf (1,90E-01 ± 4,66E-02 и 1,31E-01 ± 1,16E-02 см/с соответственно; p < 0,01, n = 17). Выведение ионов натрия при восстановлении температуры до 37°С происходит в клетках человека более интенсивно, чем в клетках свиньи (-3,2E-3 ± 3,1E-4 с-1 и -6,5E-4 ± 1,2E-5 с-1 соответственно; p < 0,01, n = 6). Исследование снижения объема клеток, вызванного тепловой активацией клеточного транспорта, показало, что восстановление объема эндотелиоцитов у человека (-1,7E-4 ± 5,5E-5 с-1, n = 9) происходит медленнее, чем у свиньи (-1,7E-3 ± 4E-4 с-1, n = 4, p < 0,05).
Заключение. При использовании в экспериментальном исследовании эндотелия роговицы свиньи как модели эндотелия человека необходимо учитывать существенные различия параметров, определяющих регуляцию клеточного объема.
Purpose. To study the basic transport characteristics of human and pig corneal endothelial cells, including osmotic water permeability, activation of sodium transport from the cell after conservation, and the ability of the cells to restore their volume when transport mechanisms of the endothelial cells are activated at 37°C.
Material and methods. The experiments were held on the primary cell culture of human and pig cornea endothelia. Changes in cell volume were determined by a method based on quenching of Calcein fluorescence probe by the cytosol proteins. Changes in intracellular sodium ion concentration were studied using Sodium Green as a fluorescent probe. Restoration dynamics of cell volume and intracellular sodium concentration were studied under medium temperature changes from 20 to 37°C. Osmotic water permeability was calculated from the rate of cell volume changes under medium osmolality decreasing from 560 to 280 mOsm/kg H2 O.
Results. It was established that human endothelial cells plasma membrane has a significantly higher osmotic water permeability than pig endothelial cells (Pf = 1.90E-01 ± 4.66E-02 and 1.31E-01 ± 1.16E-02 cm/s, respectively; p < 0.01, n = 17). Human cells after the temperature restored to 37°C, sodium ions removal from human cells occurs more intensely than from pig cells (-3.2E-3 ± 3.1E-4 с-1 и -6.5E-4 ± 1.2E-5 s-1, respectively; p < 0.01, n = 6). The study of cell volume drop has shown that heat activation of cellular transport restores the endothelial cell volume in humans more slowly (-1,7E-4 ± 5,5E-5 с-1, n = 9) than that of pig cells (-1.7E-3 ± 4E-4 s-1, n = 4, p < 0.05).
Conclusion. When using the endothelium of pig cornea as an experimental model of human endothelium, we need to take into account the significant difference in parameters that determine cell volume regulation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.