فعالیت کانال کاتیونی 93 پیکو سیمنسی میتوکندری مغز در موش‌های دیابتی دچار اختلال می گردد

زمینه و هدف: شواهدی مبنی بر اختلال عملکرد میتوکندری و تغییر در فعالیت کانال های پتاسیمی در شرایط دیابت موجود است. هدف از این مطالعه بررسی تغییرات رفتار بیوفیزیکی کانال کاتیونی 93 پیکوسیمنسی در شرایط دیابت است.روش‌ها: دیابت با تزریق تک دوز داخل صفاقی mg/kg45 استرپتوزوتوسین حل شده در بافر سیترات m 0/1 (4/5 ph ) به موشهای نر صحرایی نژاد ویستار(250 200 گرمی) القا شد. پس از استخراج غشای داخلی میتوکندری مغز، وزیکول های حاوی غشا داخلی میتوکندری به غشای دولایه لیپیدی الحاق گردید و سپس خصوصیات الکتروفیزیولوژیک تک کانال کاتیونی مورد بررسی قرار گرفت. خلوص نمونه میتوکندری از طریق وسترن بلات تعیین گردید. جهت آنالیز داده ها از روش marcov rsquo;s noise free single channel analysis استفاده گردید.یافته‌ ها: براساس یافته های قبلی یکی از کانال های پتاسیمی غشا داخلی میتوکندری دارای کنداکتانس حدود 93 پیکوسیمنس و حساس به 4ap وغیر حساس به ولتاژ در محدوده ولتاژ 50 تا 50+ بود. مطالعه حاضر نشان داد کنداکتانس کانال در شرایط دیابت به 48 پیکوسیمنس کاهش یافته و منحنی جریانولتاژ از حالت یکسوسازی به وضعیت اهمیک تغییر رفتار داد، اما در احتمال باز بودن کانال تغییری مشاهده نشد. وسترن بلات و استفاده از آنتی بادیهای اختصاصی علیه اندامکهای داخل سلولی نشان داد که نمونه استخراج شده فقط حاوی میتوکندری است.نتیجه ‌گیری: داده ‌های ما نشان داد که خصوصیات بیوفیریکی کانال پتاسیمی از جمله کنداکتانس کانال درموشهای مبتلا به دیابت بطور معناداری تغییر می یابد. بر این اساس پیشنهاد می شود کانالهای پتاسیمی غشای داخلی میتوکندری احتمالا در بیماری دیابت درگیر بوده و می توانند به عنوان هدف در اتخاذ برنامه درمانی در نظر گرفته شوند.

Brain mitochondrial 93 pS cationic channel activities impaired in diabetic rats

Background and aim: Evidence indicates an impairment of mitochondrial functions and alterations in potassium channel activities in diabetes mellitus. This study was carried out to consider whether the biophysical properties of the mitochondrial 93 pS cationic channel are altered in diabetes.Methods: Diabetes mellitus was induced in male Wistar rats (200250 g) by single intraperitoneal injection of 45 mg/kg streptozotocin dissolved in 0.1 M citrate buffer (pH 4.5). The brain mitochondrial inner membranes were extracted and vesicles were incorporated into lipid bilayer membranes, and single potassium channel properties were evaluated. Purity of the cell fraction was also tested by Western blotting. Data were analyzed by Makov noise free single channel analysis.Results: Based on our previous data, mitochondrial inner membrane has a potassium channel with a main conductance of 93 pS, which was 4APsensitive and voltageinsensitive at 50 to +50 mV. Our data showed that channel conductance decreased to 48 pS and inwardly rectifying current voltage curve was altered to an ohmic behavior in vesicles of diabetic rats but there was no effect on channel open probability. Western blotting and antibodies directed against various cellular proteins revealed that the extracted material contains only mitochondria.Conclusion: Our data showed that the biophysical properties (conductance) of potassium channel were significantly altered in diabetes. Based on these findings, we propose that the brain mitochondrial potassium channels are involved in diabetes, and it can be considered as a target for therapeutic plans.