Membrane mechanisms of effects of anaesthetics, analgetics and antiarhythmic drugs on neuronal cells

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The effects of local anaesthetics, antiarhythmic drugs and analgetics (opioid and adrenopositive) on calcium, potassium and sodium channels of Lymnaea stagnalis mollusc were studied in method of intracellular perfusion of isolated neurons with fixed membrane potential. All drugs in concentrations 10-12-10-3 mol were added in perfused solutions. Local anaesthetics and analgetics inhibited sodium currents preferably, but antiartythmic drugs acted on calcium currents. No selectivity was revealed in effects of drugs studied on neural currents. It is suggested that the drugs studied can stabilise membrane or change membrane potential near ion channels. The drugs inhibit voltage-dependent channels and interact with gate structures of ion channels changing kinetics of there activation or inactivation.

About the authors

A. I. Vislobokov

I. P. Pavlov State Medical University

Author for correspondence.
Email: shabanov@mail.rcom.ru
Russian Federation, St. Petersburg

A. A. Zaitsev

I. P. Pavlov State Medical University

Email: shabanov@mail.rcom.ru
Russian Federation, St. Petersburg

Yu. D. lgnatov

I. P. Pavlov State Medical University

Email: shabanov@mail.rcom.ru

академик РАМН

Russian Federation, St. Petersburg

A. L. Savoskin

I. P. Pavlov State Medical University

Email: shabanov@mail.rcom.ru
Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Вислобоков А.И., Копылов А.Г., Бовтюшко В.Г. Кальциевые каналы клеточных мембран // Успехи физиол. наук. 1995. Т. 26. № 1. С. 93- 110.
  2. Зайцев А.А., Игнатов Ю.Д. Нейрофармакология опиатов и опиоидов // Болевой синдром / Под ред. В.А. Михайловича и Ю.Д. Игнатова. Л., 1990. С. 65-108.
  3. Игнатов Ю.Д., Зайцев А.А., Михайлович В.А., Страшнов В.И. Адренергическая аналгезия. СПб.: Ант-М., 1994.
  4. Конев С. В. Структурная лабильность мембран и регуляторные процессы. М.: Наука и техника, 1987.
  5. Костенко М.А. Выделение одиночных нервных клеток мозга моллюска Lymnaea stagnalis для дальнейшего культивирования их in vitro // Цитология. 1972. Т. 14. С. 1274-1278.
  6. Костюк П.Г., Крышталь О.А. Механизмы электрической возбудимости нервной клетки. М.: Наука, 1981.
  7. Крутецкая З.И., Лебедев О.Е. Структурно-функциональная организация и механизмы регу ляции потенциал-зависимых натриевых и кальциевых каналов клеток: Учебно-методическое пособие. СПб.: Изд., 2000.
  8. Крутецкая З.И., Лебедев О.Е. Структурно-функциональная организация G-белков и связанных с ними рецепторов // Цитология. 1992. Т. 34. № 11/12. С. 24-45.
  9. Крутецкая З.И., Лонский А.В. Биофизика мембран. СПб., 1994.
  10. Максимов Г.В., Пащенко В.З., Рубин А.В. К вопросу о молекулярных механизмах действия местных анестетиков // Физиологический журнал СССР. 1989. Т. 75. № 2. С. 184-188.
  11. Погорелая Н.Х., Скибо Г.Г., Троицкая Н.К. Структурные особенности изолированных и перфу зированных нейронов моллюсков Helix pomatia // Нейрофизиология. 1980. Т. 12. С. 297-302.
  12. Сергеев П.В., Шимановский Н.Л. Рецепторы физиологически активных веществ. М.: Медицина, 1987.
  13. Ходоров Б.И. Общая физиология возбудимых мембран. М.: Медицина, 1975.
  14. Ходоров Б.И. Функциональная архитектура потенциал-управляемых натриевых каналов клеточной мембраны // Всесоюзная конференция по нейронаукам: Тез. докл. Киев, 1986. С. 13-14.
  15. Adams D.J., Smith S.J., Thompson S.H. Ionic currents in molluscan soma // Annu. Rev. Neurosci. 1980. Vol. 3. P. 141-167.
  16. Anger N., Jarell H.G., Smith J.C.P. Interactions of the local anaesthetic tetracaine with membranes confaining phosphatidylcholine and cholesterol // Biochemistry. 1988. Vol. 23. № 13. P. 4660- 4667.
  17. Bourinet E., Soong T.W., Stea A. et al. Determinants of the G protein-dependent opioid modulation of neuronal calcium channels // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1996. Vol. 93. № 4. З. 1486-1491.
  18. Caterall W.A. Molecular properties of Na+ and Ca2* channels // J. Bioenergetics and Biomembranes. 1996. Vol. 28. № 3. P. 219-230.
  19. Caterall W.A. Structure and function of Voltagegated ion channels // Annu. Rev. Biochem. 1995. Vol. 64. P. 493-531.
  20. Cribbs L.L., Gomora J.C., Daud A.N. et al. Molecular cloning and functional exspression of Can3.1c, a T-type calcium channel from human brain // FEBS Lett. 2000. Vol. 466. P. 54–58.
  21. Cukierman S. Regulation of Voltage-dependent sodium channels // J. Membr. Biol. 1996. Vol. 151. P. 303-214.
  22. De Waard M., Pragnell M., Campbell K.P. Ca2+ channel regulation by a conserved b subunit domain // Neuron. 1994. Vol. 13. P. 495-503.
  23. Dolphin A. C. Mechanisms of modulation of Voltagedepedent calcium channels by G proteins /| J. Physiol. 1998. Vol. 506. P. 3-11.
  24. Emmerson P.J., Miller R.J. Pre- and postsynaptic actions of opioid and orphan opioid agonists in the rat arcuate nucleus and ventromedial hypothalamus in vitro // J. Physiol. 1999. Vol. 517. P. 431-445.
  25. Frohnwieser B., Chen L., Schreibmayer W. et al. Modulation of the human cardiac sodium channel a-subunit by cAMP-depedendent protein kinase and the responsible domain // J. Physiol. 1997. Vol. 498. P. 309-318.
  26. Hille B. Ionic channel of exitable membranes. Masachusetts, 1992. 594 p.
  27. Kwon Y., Triggle D.J. Interactions of local anesthetics with neuronal 1,4-dihydropyridine binding sites // Biochem. Pharmacol. 1991. Vol. 42. № 2. P. 213-216.
  28. Mori Y., Mikala G., Varadi G. Molecular pharmacology of Voltage-dependent calcium channels // Jap. J. Pharmacol. 1996. Vol. 72. № 2. P. 83-109.
  29. Nelson S.H., Stunsland O.S. Variable effects of lidocaine, mepivacaine and bupivacaine on neuromuscular transmission // Anesthesiol. 1988. Vol. 69. № 3A. P. 140.
  30. North R.A. Opioid receptor types and membrane ion channels // Trends Neurosci. 1986. № 9. P. 114-117.
  31. Ragsdale D.S., McPhee J.C., Scheuer T. et al. Molecular determinants of state dependent block of Na+ channels by local anesthetics // Sciense. 1994. Vol. 265. № 5179. P. 1724- 1728
  32. Schneider S.P., Eckert W.A. 3rd, Light A. R. Opioidactivated postsynaptic, inward rectifying potassium currents in whole cell recordings in substantia gelatinosa neurons // J. Neurophysiol. 1998. Vol. 80. № 6. P. 2954-2962.
  33. Schubert B., Van Dongen M.J., Kirsch G.E. b-adrenergic inhibition of cardiac sodium channels by dual G-protein pathways // Sciense. 1989. Vol. 245. P. 516-519.
  34. Seelig A., Allegrini P.R., Seelig J. Partitioning of local anesthetics into membranes surface change monitored by the phospholipid headgroup // Biochemistry and biophysica acta: Biomembranes. 1988. Vol. 939 (M 157). № 2. P. 267-276.
  35. Soldo B.L., Moises H.C. mu-Opioid receptor activation inhibits N- and P-type Ca²* channel currents in magnocellular neurones of the rat supraoptic nucleus // J. Physiol. 1998. Vol. 513. P. 787-804.
  36. Strichartz, G.R., Ritchie G.M. The action of local anesthetics on ion channels of excitable tissues. // Local Anesthetics. Handbook of Experimental Pharmacology/ Ed. by G.R. Strichartz Berlin: Springer-Verlag, 1987. Vol. 81. P. 21-53.
  37. Yonehara N., Takiuchi S. Involvement of calciumactivated potassium channels in the inhibitory prejunctional effect of morphine on peripheral sensory nerves // Regulatory Peptides. 1997. Vol. 68. № 3. P. 147-153.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2001 Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.