Natrium-Magnesium-Antiport in Retzius-Neuronen des Blutegels Hirudo medicinalis

1. Intracellular free magnesium ([Mg2+]i) and sodium ([Na+]i) concentrations were measured in Retzius neurones of the leech Hirudo medicinalis using ion-sensitive microelectrodes. 2. The mean steady-state values for [Mg2+]i and [Na+]i were 0.46 mM (pMg, 3.34 +/- 0.23; range, 0.1-1.2 mM; n = 32) and 8.95 mM (pNa, 2.05 +/- 0.15; range, 5.1-15.5 mM, n = 21), respectively, at a mean membrane potential (Em) of -35.6 +/- 6.1 mV (n = 32). Thus, [Mg2+]i is far below the value calculated for a passive distribution (16.9 mM) but close to the equilibrium value calculated for a hypothetical 1 Na(+)-1 Mg2+ antiport (0.41 mM). 3. Simultaneous measurements of [Mg2+]i, [Na+]i and Em in Retzius neurones showed that an increase in the extracellular Mg2+ concentration ([Mg2+]o) resulted in an increase in [Mg2+]i, a parallel decrease in [Na+]i and a membrane depolarization, while a decrease in [Mg2+]o had opposite effects. These results are compatible with calculations based on a 1 Na(+)-1 Mg2+ antiport. 4. Na+ efflux at high [Mg2+]o still occurred when the Na(+)-K+ pump was inhibited by the application of ouabain or in K(+)-free solutions. This efflux was blocked by amiloride. 5. In the absence of extracellular Na+ ([Na+]o), no Mg2+ influx occurred. Mg2+ influx at high [Mg2+]o was even lower than in the presence of [Na+]o. Mg2+ efflux was blocked in the absence of [Na+]o. 6. The rate of Mg2+ extrusion was reduced by lowering [Na+]o, even if the Na+ gradient across the membrane remained almost unchanged. 7. Mg2+ efflux was blocked by amiloride (half-maximal effect at 0.25 mM amiloride; Hill coefficient, 1.3) but not by 5-(N-ethyl-N-isopropyl)-amiloride (EIPA). 8. No changes in intracellular Ca2+ and pH (pHi) could be detected when [Mg2+]o was varied between 1 and 30 mM. 9. Changing pHi by up to 0.4 pH units had no effect on [Mg2+]i. 10. The results suggest the presence of an electrogenic 1 Na(+)-1 Mg2+ antiport in leech Retzius neurones. This antiport can be reversed and is inhibited by low extracellular and/or intracellular Na+ and by amiloride.

Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.

Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.

In Retzius-Neuronen des Blutegels Hirudo medicinalis wurden mit ionensensitiven Mikroelektroden freies intrazelluläres Mg²⁺ und Na⁺ gemessen (Mittelwerte 0,46 bzw. 8,95 mM). Erhöhtes extrazelluläres Mg²⁺ ließ das intrazelluläre Mg²⁺ steigen, das Na⁺ parallel fallen und depolarisierte die Membran. Bei hohem extrazellulärem Mg²⁺ bestand der Na⁺-Ausstrom auch bei gehemmter Na⁺-K⁺-Pumpe und wurde durch Amilorid blockiert. Der Mg²⁺-Ausstrom wurde durch Amilorid (halbmaximale Wirkung bei 0,25 mM; Hill-Koeffizient 1,3), nicht aber durch EIPA gehemmt; die Befunde sprechen für einen elektrogenen, umkehrbaren 1-Na⁺-1-Mg²⁺-Antiport.

Erfahren Sie, wie diese Forschung mit der klinischen Praxis verknüpft ist

Weitere begutachtete Studien in der Kategorie „Genomik & Proteomik“.

• Leech Salivary Proteome and Transcriptome: 434 Deduced Protein Sequences — Liu Z, Tong X, Su Y, et al. (2019)
• Medicinal Leech Draft Genome — Anticoagulant Gene Survey — Kvist S, Manzano-Marín A, de Carle D, Trontelj P, Siddall ME (2020)
• Blutegeltherapie (Hirudo medicinalis) mildert die durch testikuläre Ischämie/Reperfusion induzierten Hodenschäden in einem Tiermodell — Davoodi F et al. (2021)
• Neues antikoagulatorisches Protein aus dem medizinischen Blutegel — Manuvera V et al. (2024)
• AIF-1 und RNASET2 spielen komplementäre Rollen in der angeborenen Immunantwort des medizinischen Blutegels — Baranzini N et al. (2019)
• Antimikrobielle Peptide des medizinischen Blutegels ohne Toxizität stellen eine vielversprechende alternative Strategie zur Bekämpfung antibiotikaresistenter Erreger dar — Grafskaia E et al. (2019)
• Structural insights into thrombolytic activity of destabilase from medicinal leech — Marin E et al. (2023)
• Das Genom des medizinischen Blutegels (Whitmania pigra) und eine vergleichende Genomstudie zur Erforschung bioaktiver Inhaltsstoffe — Tong L et al. (2022)
• Das ZNS des medizinischen Blutegels als Modell für Exosomen-Studien zum Wechselspiel zwischen Mikroglia und Neuronen — Raffo-Romero A et al. (2018)
• Transcriptomic profiling and the first spatial expression analysis of candidate genes in the salivary gland of the East Asian medicinal leech, Hirudo nipponia — Kim J et al. (2024)

Alle von der ASH analysierten Studien →