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Na-Pi cotransporter type I activity causes a transient intracellular alkalinization during ATP depletion in rabbit medullary thick ascending limb cells

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The cellular pathophysiology of renal ischemia-reperfusion injury was investigated in primary cell cultures from rabbit medullary thick ascending limb (MTAL). Metabolic inhibition (MI) was achieved with cyanide and 2-deoxyglucose. Sixty minutes of MI caused a profound but reversible decrease in intracellular concentration of ATP ([ATP]i). Intracellular pH (pHi) first decreased after initiation of MI, followed by a transient alkalinization. When [ATP]i reached its lowest value (<1% of control), the cells slowly acidified to reach a stable pHi of 6.92 after 50 min of MI. In the presence of EIPA (10 µmol/L), the pattern of changes in pHi was unchanged and acidification was not increased, indicating that the Na+/H+ exchangers were inactive during ATP depletion. When inorganic phosphate (Pi) or Na+ was omitted from the apical solutions during MI, the transient alkalinization was no longer observed and the cytosol slowly acidified. Experiments on Na+-dependent alkalinizations revealed the presence of a Na-Pi cotransporter in the apical cell membrane. With indirect immunofluorescence, the Na-Pi cotransporter expressed in these primary cell cultures could be identified as Na-Pi type I. Although the exact physiological role of Na-Pi type I still is unresolved, these experiments demonstrate that apical Na-Pi type I activity is increased at the onset of ATP depletion in MTAL cells.

On a examiné la pathophysiologie cellulaire de la lésion d’ischémie-reperfusion rénale dans des cultures de cellules primaires provenant de la branche ascendante large médullaire (BALM). On a induit une inhibition métabolique (IM) au moyen de cyanure et de 2-désoxyglucose. Après 60 min, l’IM a causé une inhibition profonde mais réversible de la [ATP]i. Après le déclenchement de l’IM, il y a eu une diminution du pHi, suivie d’une alcalinisation transitoire. Lorsque que la [ATP]i a atteint sa valeur minimale (<1 % de la valeur témoin), les cellules se sont acidifiées lentement pour atteindre un pHi stable de 6,92 après 50 min. En présence d’EIPA (10 µmol/L), le profil des modifications du pHi est demeuré inchangé et l’acidification n’a pas augmenté, ce qui indique que les échangeurs Na+/H+ ont été inactifs durant la déplétion de l’ATP. En l’absence de Pi ou de Na+ dans les solutions apicales durant l’IM, l’alcalinisation transitoire a disparu et le cytosol s’est acidifié lentement. Les expériences sur les alcalinisations dépendantes du Na+ ont révélé la présence d’un cotransporteur Na-Pi dans la membrane cellulaire apicale. L’immunofluorescence indirecte a permis d’identifier que le cotransporteur Na-Pi exprimé dans ces cultures de cellules primaires est le Na-Pi de type 1. Le rôle physiologique exact du Na-Pi de type 1 n’est toujours pas connu; toutefois, ces expériences démontrent que l’activité apicale de ce cotransporteur augmente au début de la déplétion de l’ATP dans les cellules de la BALM.
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Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2008

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