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An integrative, in situ approach to examining K+ flux in resting skeletal muscle

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The contributions of Na+/K+-ATPase, K+ channels, and the NaK2Cl cotransporter (NKCC) to total and unidirectional K+ flux were determined in mammalian skeletal muscle at rest. Rat hindlimbs were perfused in situ via the femoral artery with a bovine erythrocyte perfusion medium that contained either 86Rb or 42K, or both simultaneously, to determine differences in ability to trace unidirectional K+ flux in the absence and presence of K+-flux inhibitors. In most experiments, the unidirectional flux of K+ into skeletal muscle (J inK) measured using 86Rb was 8–10% lower than J inK measured using 42K. Ouabain (5 mM) was used to inhibit Na+/K+-ATPase activity, 0.06 mM bumetanide to inhibit NKCC activity, 1 mM tetracaine or 0.5 mM barium to block K+ channels, and 0.05 mM glybenclamide (GLY) to block ATP-sensitive K+ (KATP) channels. In controls, J inK remained unchanged at 0.31 ± 0.03 µmol·g–1·min–1 during 55 min of perfusion. The ouabain-sensitive Na+/K+-ATPase contributed to 50 ± 2% of basal J inK, K+ channels to 47 ± 2%, and the NKCC to 12 ± 1%. GLY had minimal effect on J inK, and both GLY and barium inhibited unidirectional efflux of K+ (J outK) from the cell through K+ channels. Combined ouabain and tetracaine reduced J inK by 55 ± 2%, while the combination of ouabain, tetracaine, and bumetanide reduced J inK by 67 ± 2%, suggesting that other K+-flux pathways may be recruited because the combined drug effects on inhibiting J inK were not additive. The main conclusions are that the NKCC accounted for about 12% of J inK, and that KATP channels accounted for nearly all of the J outK, in resting skeletal muscle in situ.Key words: sodium potassium chloride cotransporter, NKCC, Na+/K+-ATPase, potassium channels, potassium transport, in situ rat hindlimb.

On a déterminé les contributions des canaux K+, de la Na+/K+-ATPase et du co-transporteur de NaK2C1 (NKCC) au flux K+ unidirectionnel et total dans le muscle squelettique de mammifère au repos. On a perfusé in situ les membres postérieurs de rats via l'artère fémorale, en utilisant un milieu de perfusion d'érythrocytes bovins contenant soit du 86Rb, soit du 42K, ou les deux, pour déterminer les différences dans la capacité de suivre le flux unidirectionnel de K+ en absence et en présence d'inhibiteurs du flux de K+. Dans la plupart des expériences, le flux unidirectionnel de K+ dans le muscle squelettique (J inK), mesuré en utilisant le 86Rb, a été de 8 à 10 % plus faible que le J inK mesuré au moyen du 42K. On a utilisé de l'ouabaïne (5 mM) pour inhiber l'activité Na+/K+-ATPase, 0,06 mM de bumétanide pour inhiber l'activité NKCC, 1 mM de tétracaïne ou 0,5 mM de baryum pour bloquer les canaux K+ et 0,05 mM de glybenclamide (GLY) pour bloquer les canaux K+ dépendants de l'ATP (KATP). Chez les témoins, le J inK est demeuré inchangé à 0,31 ± 0,03 µmol·g–1·min–1 durant une perfusion de 55 min. La Na+/K+-ATPase sensible à l'ouabaïne a contribué à 50 ± 2 % du J inK basal, les canaux K+ à 47 ± 2 % et le NKCC à 12 ± 1 %. Le GLY a eu un effet minime sur le J inK, et tant le GLY que le baryum ont inhibé l'efflux unidirectionnel de K+ (J outK) de la cellule vers les canaux K+. L'ouabaïne et la tétracaïne combinées ont réduit le J inK de 55 ± 2 %, alors que la combinaison d'ouabaïne, de tétracaïne et de bumétanide a inhibé 67 ± 2 % du J inK, donnant à penser que d'autres voies de flux de K+ pourraient être mobilisées, puisque les effets combinés des médicaments sur l'inhibition du J inK n'ont pas été additifs. Les principales conclusions sont que le NKCC a contribué à environ 12 % du J
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Keywords: NKCC; Na+/K+-ATPase; canaux potassiques; co-transporteur de chlorure de potassium et de sodium; in situ rat hindlimb; membre postérieur de rat in situ; potassium channels; potassium transport; sodium potassium chloride cotransporter; transport de potassium

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2001

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