رفتار بيوفيزيكي تك كانال پتاسيمي 346 پيكوزيمنسي در شبكه اندوپلاسميك هپاتوسيت ها در موش هاي صحرايي تحت ديابت

Biophysical properties of single 346 pS potassium channel of hepatocyte endoplasmic reticulum in diabetic rats

زمينه و هدف: نقص در هومئوستاز شبكه اندوپلاسميك (ER) واقعه مشترك در بيماريهاي مختلف از جمله ديابت است.در حال حاضر به خوبي ثابت شده است كه كانال­ هاي يوني غشاء ERنقش مهمي در حفظ هومئوستاز لومن ER دارند. مطالعات قبلي ما حضور يك كانال پتاسيمي pS 346 در ER را نشان داد. از اين رو، در اين مطالعه با استفاده از تكنيك ثبت تك كانال فعاليت اين كانال را در موشهاي صحرايي ديابتي و كنترل مورد بررسي و مقايسه قرار داديم. روش‌ها: موش ­هاي صحرايي نر ويستار دوهفته پس از تزريق تك دوز استرپتوزتوسين (mg/kg 45) ديابتي شدند. با الحاق كانال هاي يوني شبكه اندوپلاسميك هپاتوسيت هاي ديابتي به غشاء دو لايه ليپيدي، ويژگي هاي كانال پتاسيمي مورد بررسي قرار گرفت. يافته­‌ها: بر اساس داده هاي قبلي، غشاء شبكه اندوپلاسميك، يك كانال پتاسيمي pS 346 حساس به 4-آمينوپيريدين و غير وابسته به ولتاژ در محدوده 30± ميلي ولت را نشان داد. در مطالعه حاضر نشان داده شد كه كندكتانس كانال در ديابت به pS 259 كاهش يافت. جالب توجه است كه ارتباط ولتاژ - احتمال باز بودن كانال نشان داد كه احتمال باز بودن كانال به طور قابل توجهي در ولتاژهاي مختلف در رت هاي ديابتي كاهش مي يابد. نتيجه‌­گيري: ويژگي­ هاي بيوفيزيكي تك كانال پتاسيمي تحت شرايط ديابت به ميزان قابل توجهي تغيير مي كند. به نظر مي رسد كانالهاي پتاسيمي ER هپاتوسيت ها در ديابت درگير است و مي تواند هدفي براي برنامه هاي درماني در نظر گرفته شود.

Background and aim: Defects in endoplasmic reticulum (ER) homeostasis are common in different diseases, such as diabetes. It is now well established that ion channels of ER membrane have a critical role in ER luminal homeostasis. Our previous studies showed the presence of a 346 pS potassium channel in ER. Therefore, in this study, we examined and compared the activities of this channel in control and diabetic rats using single-channel recording techniques. Methods: Diabetes mellitus was established in male Wistar rats 2 weeks after single injection of streptozotocin 45 mg/kg, i.p. Ion channel of rough endoplasmic reticulum of diabetic hepatocytes was incorporated into the bilayer lipid membrane and the characterization of K+ channel was then evaluated. Results: Based on our previous data, endoplasmic reticulum membrane has a potassium channel with a main conductance of 346 pS, which is sensitive to 4-Aminopyridine and voltage-insensitive at ± 30 mV. In the present study, it was demonstrated that the channel conductance was decreased to 259 pS in diabetes mellitus. Interestingly, the channel Po-voltage relation demonstrated that channel Po significantly lower in diabetic rats compared to normal rats at different voltages. Conclusion: Our data showed that the biophysical properties of potassium channel were significantly altered under diabetic condition. We propose that the hepatocyte ER potassium channels are involved in diabetes pathology, and it may be considered as a target for therapeutic plans.