Isoproterenol stimuliert die Na+ -K+ -ATPase-Aktivität in humanen nicht-pigmentierten Ziliarkörperepithelzellen
Hintergrund Nicht-pigmentierte Ziliarkörperepithelzellen nehmen eine Schlüsselfunktion in der Kammerwasserproduktion ein. Diese Zellen exprimieren verstärkt Natrium-Kalium-ATPase (Na+ -K+ -ATPase), welche aktiv Kalium in die Zellen transportiert. Die Funktion der Na+ -K+ -ATPase ist wichtig im Zusammenhang mit der Kammerwasserproduktion und wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst. Ziel dieser Studie war es, zu bestimmen, ob Isoproterenol, ein β-adrenerger Agonist, einer dieser Faktoren ist, welche die Na+ -K+ -ATPase-Aktivität in kultivierten humanen nicht-pigmentierten Ziliarkörperepithelzellen regulieren.
Methoden Die Bestimmung der Na+ -K+ -ATPase-Aktivität wird durch die Aufnahme von Rubidium (Rb+ ) in die Zellen gemessen. Humane nicht-pigmentierte Ziliarkörperepithelzellen (ODM2) wurden bis zur Konfluenz kultiviert. Vor dem Experiment wurde das Medium gewechselt. Die Zellen wurden in Ab- und Anwesenheit von Isoproterenol (0,01 - 10 μM) in Medium, welches Rb+ (3 mM) enthielt, für 30 Minuten inkubiert. Rb+ wurde aus den Zellen extrahiert und mittels Flammen-Emissionsspektrophotometrie bei 780 nm bestimmt. Das intrazelluläre Protein wurde mittels der Brodfad-Methode bestimmt. Die Ouabain-sensitive Rb+ -Aufnahme entspricht der Na+ -K+ -ATPase-Aktivität. Dies wird errechnet durch den absoluten Rb+ -Gehalt minus den Rb+ -Gehalt, welcher durch Ouabain (3 mM) nicht inhibiert wird. Die Na+ -K+ -ATPase-Aktivität wird in Rb+ pM/mg Protein/min oder in Prozent der Kontrollwerte angegeben.
Ergebnisse Isoproterenol induziert eine dosisabhängige Aktivierung der Na+ -K+ -ATPase. Isoproterenol (1 μM) erhöhte die Na+ -K+ -ATPase-Aktivität fast 3fach gegenüber den Kontrollwerten (283 ± 58 %, p < 0,001). Propranolol, ein nicht selektiver β-Blocker, reduzierte die Na+ -K+ -ATPase-Aktivität signifikant in einer Konzentration von 0,01 bis 1 μM (maximale Hemmung bei 1 μM, 141 ± 42 vs. 659 ± 39 pM/mg Protein/min, p < 0,01).
Schlussfolgerungen Isoproterenol aktiviert die Na+ -K+ -ATPase in kultivierten nicht-pigmentierten Ziliarkörperepithelzellen. Dieser Effekt wird durch β-adrenerge Rezeptoren vermittelt.
Abstract
Purpose The present study investigates whether β-adrenoreceptor agents such as isoproterenol and propranolol can regulate Na+ -K+ -ATPase activity in cultured human non-pigmented ciliary epithelial cells.
Methods Human non-pigmented ciliary epithelial cells (ODM2) were grown to confluence. The active ion transport mediated by the Na+ -K+ -ATPase was evaluated by measuring ouabain-sensitive rubidium (Rb+ ) uptake. In a first set of experiments, cells were exposed to the β-adrenoreceptor agonist isoproterenol (0.01 - 10 μM). In a second set of experiments, cells were exposed to isoproterenol (1 μM) in the presence of different concentrations of the β-adrenoreceptor antagonist propranolol (0.01, 0.1, 1 μM).
Results In a concentration-dependent manner, isoproterenol induced an increase in Na+ -K+ -ATPase activity. The maximal Na+ -K+ -ATPase activity was observed at a concentration of 1 μM of isoproterenol (283 ± 58 %, P < 0.001). The increase in Na+ -K+ -ATPase activity evoked by isoproterenol (1 μM) was inhibited, in a concentration dependent manner, by propranolol (maximum: 659 ± 39 vs. 141 ± 42 pM/mg protein/min, P < 0.01).
Conclusion The β-adrenoreceptor agents isoproterenol and propranolol are apparently able to modulate Na+ -K+ -ATPase activity in cultured human non-pigmented ciliary epithelial cells.
Schlüsselwörter
Isoproterenol - Na+ -K+ -ATPase - Ziliarkörperepithel - Kammerwasser - β-adrenerger Rezeptor
Key words
Glaucoma - intraocular pressure - β-blockers - aqueous humor production
