CO-Releasing Molecule (CORM-2) in the Regulation of Ca2+-Dependent K+-Permeability of Erythrocyte

Abstract

In recent decades, the scientists have discovered the existence of a new class of biologically active substances – gaseous intermediaries, which perform a signaling function in the cells and with a high specificity are involved in intercellular and intracellular communication. A special place is occupied by carbon monoxide. We conducted an experimental study of the effect of the donor of carbon monoxide CORM-2 on the change in the volume of red blood cells after cultivation in solutions with different osmotic forces. It is known that the change in the volume of red blood cells is controlled by Ca2+ -activated K+channels (K+ (Ca2+)) or Gardos channels. To study the effect of CORM-2 on K+(Ca2+) erythrocyte channels, donor blood was used. The red blood cells were pre-washed in phosphate buffered saline with glucose. To prove the effect of CORM-2 on K+ (Ca2+) channels in a parallel sample, these channels were blocked with clotrimazole, a known blocker. To clarify the activity of K+(Ca2+) channels after incubation, red blood cells were placed in the media with different osmotic strengths: 220, 320, 420, and 520 mosm. After that, the degree of light transmission was measured. The cultivation of red blood cells with different concentrations showed a dose-dependent effect of CORM-2 on the K+(Ca2+) channels of red blood cells. As a result of the studies, it was found that CORM-2 is able to block K+(Ca2+) channels. This confirms that the light transmission of the erythrocyte suspension (increase in red blood cell volume) after treatment with CORM-2 was the same as after treatment with clotrimazole. It should be noted that the effects of CORM-2 are dose-dependent. The maximum blocking effect of CORM-2 on K+(Ca2+) channels was observed at a concentration of 200 and 10 μM. At a concentration of 100 μM in a hypotonic solution of 220 mosm, the opposite effect was observed – water leakage from red blood cells (a decrease in the volume of red blood cells indicates this). This phenomenon can be explained by the effect of red blood cells on aquaporins. В останні десятиліття було виявлено існування нового класу біологічно активних сполук - газоподібних посередників, які виконують у клітинах сигнальну функцію та з надзвичайно високою специфічністю приймають участь у міжклітинній та внутрішньоклітинній комунікації. Особливе місце серед них займає монооксид карбону. У статті наведено результати експериментального дослідження дії донора монооксиду карбону CORM-2 на зміну об’єму еритроцитів після культивування у розчинах з різною осмотичною силою. Відомо, що зміна об’єму еритроцитів контролюється кальцій-активуючими калієвими К+(Са2+) або Гардошканалами. Для вивчення дії CORM-2 на К+(Са2+) канали еритроцитів використовували свіжу донорську кров. Еритроцити попередньо відмивали у фосфатному буферному розчині з глюкозою. Для того, щоб довести влив CORM-2 на К+(Са2+) канали, у паралельній пробі ці канали блокували клотримазолом. Для з’ясування активності К+(Са2+) каналів, суспензію еритроцитів поміщали у середовища з різною осмотичною силою: 220, 320, 420 та 520 мосм. Після цього проводили вимірювання ступеню світлорозсіювання отриманої проби. Культивування еритроцитів з різними концентраціями CORM-2 показала дозозалежну дію останнього на К+(Са2+) канали еритроцитів. В результаті проведених досліджень було з’ясовано, що CORM-2 здатен блокувати К+(Са2+) канали. Це підтверджується тим, що світлорозсіювання суспензії еритроцитів після обробки CORM-2 було аналогічне показникові отриманим після обробки клотримазолом. Необхідно відмітити, що максимальний блокуючий вплив CORM-2 на К+(Са2+) канали спостерігався у концентрації 200 та 10 μM. Проте, в концентрації 100 μM у гіпотонічному розчині 220 мосм спостерігався зворотній ефект – вихід води з еритроцитів та зменшення їхнього об’єму. Зазначене явище можна пояснити впливом на аквапоринові канали еритроцитів, що потребує подальшого дослідження. В последние десятилетия было обнаружено существование нового класса биологически активных соединений – газообразных посредников, которые выполняют в клетках сигнальную функцию и с высокой специфичностью принимают участие в межклеточной и внутриклеточной коммуникации. Особое место среди них занимает монооксид углерода. В статье приведены результаты экспериментального исследования действия донора монооксида углерода CORM-2 на изменение объема эритроцитов после культивирования в растворах с различной осмотической силой. Известно, что изменение объема эритроцитов контролируется кальцийактивирующими калиевыми К+(Са2+) или Гардош-каналами. Для изучения действия CORM-2 на К+(Са2+) каналы эритроцитов использовали свежую донорскую кровь. Эритроциты предварительно отмывали в фосфатном буферном растворе с глюкозой. Для доказательства влияния CORM-2 на К+(Са2+) каналы, в параллельной пробе эти каналы блокировали клотримазолом. Для выяснения активности К+(Са2+) каналов, суспензию эритроцитов помещали в среды с разной осмотической силой 220, 320, 420 и 520 мосм. После этого проводили измерения степени светорассеяния полученной пробы. Культивирование эритроцитов с различными концентрациями CORM-2 показала дозозависимое действие последнего на К+(Са2+) каналы эритроцитов. В результате проведенных исследований было выяснено, что CORM-2 способен блокировать К+(Са2+) каналы. Это подтверждается тем, что светорассеяние суспензии эритроцитов после обработки CORM-2 было аналогично показателю, полученным после обработки клотримазолом. Необходимо отметить, что максимальное блокирующее влияние CORM-2 на К+(Са2+) каналы наблюдалось при концентрации 200 и 10 μM. Однако, в концентрации 100 μM в гипотоническом растворе (220 мосм) наблюдался обратный эффект - выход воды из эритроцитов и уменьшение их объема. Указанное явление можно объяснить влиянием на аквапориновые каналы эритроцитов, что требует дальнейшего исследования.