Hypoxia Augments Na⁺-K⁺-Cl^-Cotransport Activity in Cultured Brain Capillary Endothelial Cells of the Rat

Summary

The effect of hypoxia on K⁺ uptake activity in cultured rat brain capillary endothelial cells (RBEC) was investigated by using ⁸⁶Rb⁺ as a tracer for K⁺ Exposure of RBEC to hypoxia (95% N₂/5% CO₂, 24 hr) reduced Na⁺,K⁺-ATPase activity by 39%, whereas it significantly increased Na⁺-K⁺-Cl^- cotransport activity by 48%. Exposure of RBEC to oligomycin, a metabolic inhibitor, led to a complete inhibition of Na⁺,K⁺-ATPase and a coordinated increase of Na⁺-K⁺-Cl^- cotransport activity up to 2-fold. Oligomycin also increased the rate of K⁺ efflux. The reduction of oligomycin-augmented Na⁺-K⁺-Cl^- cotransport activity by protein-tyrosine kinase inhibitors (genistein, 50 µM; herbimycin A, 10 µM) and the ineffectiveness of inhibitors of either protein kinase C (bisindolylmaleimide, 500 nM) or protein kinase A (H8, 20 µM) indicate the involvement of protein-tyrosine phosphorylation in this event. The data suggest that under hypoxic conditions when Na⁺,K⁺-ATPase activity is reduced, RBEC have the ability to increase K⁺ uptake through activation of Na⁺-K⁺-Cl^- cotransport.

Résumé

Nous avons étudié l’effet de l’hypoxie sur la capture du potassium par des cultures de cellules endothéliales de capillaires cérébraux de rat en utilisant le radioélement 86 Rb+ comme traceur du potassium. L’incubation des cultures en milieu hypoxique (95% N2/ 5% CO2) pendant 24 heures réduit l’activité du transporteur Na K ATP- dépendant de 39% tandis qu’elle augmente le cotransport Na,K,C1 de 48%. Le traitement des cellules par l'oligomycine, un inhibiteur métabolique, conduit à une complète inhibition du transporteur Na,K et une augmentation simultanée de 100% du cotransport Na, Cl, K. L’oligomycine augmente aussi l’efflux de potassium. L’induction de l’activité du cotransport Na, K, Cl peut être inhibée par des inhibiteurs de protéine tyrosine kinase (génistéine, 50µM; herbimycine A, 10 µM) mais pas par des inhibiteurs de protéine kinase C (bisindolylmaléimide, 500 nM) ou de protéine kinase A (H8, 20 µM). Ceci semble montrer que la phosphorylation de protéines par des protéine kinases intervient dans l’induction de ce cotransporteur. ces résultats suggèrent que, soumises à des conditions d’hypoxie, les cellules endothéliales cérébrales ont la possibité de compenser la diminution de l’activité du transporteur Na K par l'induction de l’activité du cotransporteur Na K Cl.