Klin Monbl Augenheilkd 2001; 218(5): 363-365
DOI: 10.1055/s-2001-15901
EXPERIMENTELLE STUDIE

Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Modulation of Na/K-ATPase activity by isoproterenol and propranolol in human non-pigmented ciliary epithelial cells[1]

Isoproterenol stimuliert die Na+-K+-ATPase-Aktivität in humanen nicht-pigmentierten ZiliarkörperepithelzellenRong Liu1 , Edith Hintermann2 , Carl Erb1 , Heide Tanner2 , Josef Flammer1 , Alex  N. Eberle2 , Ivan  O. Haefliger1
  • 1 Laboratory of Ocular Pharmacology and Physiology, University Eye Clinic, Mittlere Straße 91, PO Box, CH-4012 Basel,
  • (Dir.: Josef Flammer)
  • 2 Laboratory of Endocrinology, University Hospital, CH-4012 Basel
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Publication Date:
31 December 2001 (online)

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.

1 1 Swiss National Science Foundation grant #32-52783.97 and #32-061495.00 (Bern, Switzerland), Velux Foundation (Zurich, Switzerland), Schwickert Foundation (Basel, Switzerland), and Roche Research Foundation (Basel, Switzerland).

References

1 1 Swiss National Science Foundation grant #32-52783.97 and #32-061495.00 (Bern, Switzerland), Velux Foundation (Zurich, Switzerland), Schwickert Foundation (Basel, Switzerland), and Roche Research Foundation (Basel, Switzerland).

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