Na+/K+-čerpadlo ovlivňuje neurotransmiterové receptory, konkrétně jejich hustotu a citlivost na jejich přenašeče, a těmito účinky se nyní budeme zabývat.

ACh receptory Savčí receptory pro ACh se dělí na nikotinové a muskarinové receptory. Tyto receptory lze dále rozdělit na podtypy, a to muskarinové receptory M1-M5 (Caulfield a Birdsall 1998) a 16 podtypů nikotinových receptorů, a to α1-α9, β1-β4, jeden γ, jeden δ, jeden ε (Lukas et al. 1999). U měkkýšů byly původně funkčně identifikovány tři ACh receptory u Aplysia, a to receptor pro rychlou excitační odpověď, receptor pro rychlou inhibiční odpověď a receptor pro pomalou inhibiční odpověď (Kehoe 1972). Dva receptory rychlé odpovědi jsou nikotinové, ale receptor pomalé inhibiční odpovědi má jedinečné vlastnosti a je aktivován pouze ACh, karbamylcholinem a arekolinem. Pinsker a Kandel (1969) navrhli, že cholinergní interneuron Aplysia L10 aktivuje následný neuron nikoliv změnou membránové vodivosti, ale aktivací elektrogenní Na+/K+ pumpy. Ukázalo se však, že přinejmenším část této postsynaptické odpovědi je způsobena zvýšením propustnosti K+ (Kehoe a Ascher 1970). V roce 1980 publikovali Arvanov a Ayrapetyan článek o depresivním účinku ouabainu na amplitudu ACh indukovaného proudu neuronů Helix. To bylo důležité pozorování, které iniciovalo studie o regulaci aktivity neurotransmiterových systémů pomocí Na+/K+ pumpy.

Protože v mozku savců byly nalezeny frakce endogenních sloučenin podobných ouabainu, endobainů (Rodriguez De Lores Arnaiz et al. 1998), nelze vyloučit, že se tyto sloučeniny vyskytují i u bezobratlých a kontinuálně regulují receptory transmiterů prostřednictvím změn aktivity pumpy v nervových systémech bezobratlých. Zvýšení hladiny endobainu může potlačit aktivitu pumpy a snížit tak facilitační účinek Na+/K+-ATPázy na aktivitu cholinergního systému, což by mohl být i případ bezobratlých. Podrobné informace o vývoji interakcí endogenního ouabainu a Na+/K+ pumpy nalezne čtenář ve vynikajícím přehledu Blausteina (2018).

V následné podrobnější práci (Ayrapetyan et al. 1985) byla analyzována korelace mezi aktivitou Na+/K+ pumpy a chemosenzitivitou membrán pomocí intracelulární dialýzy neuronů Helix. Vliv na ACh a GABA indukované membránové proudy a vazbu 3H-α-bungarotoxinu (3H-α-BT) a 3H-GABA v gangliích Helixe byl analyzován po změnách aktivity pumpy a intracelulárního ATP. Expozice buď extracelulárnímu 100 µM ouabainu, nebo roztoku bez draslíku potlačila proudy indukované ACh v dialyzovaných neuronech typu A. Na základě této expozice bylo zjištěno, že se proudy indukované ACh snižují. Zvýšení intracelulární hladiny ATP vedlo k depresi ACh proudu a vymizení blokujícího účinku ouabainu na tyto proudy. Intracelulární ADP měl podobný, ale méně významný účinek na proudy vyvolané ACh, zatímco intracelulární AMP byl neúčinný. Tento účinek intracelulárního ATP na ACh proud byl potlačen dinitrofenolem, inhibitorem membránové fosforylace. Ayrapetyan et al. (1985) předpokládají, že fosforylace membrán snižuje afinitu membránových receptorů k ACh a GABA.

Vazba 3H-α-BT a 3H-GABA na membrány byla inhibována jak roztoky obsahujícími ouabain, tak roztoky bez draslíku a teofylinem a NaF, které zvyšují hladinu intracelulárního ATP. Tyto výsledky ukazují, že Na+/K+ pumpa moduluje afinitu membránových receptorů pro ACh a GABA. Skutečnost, že to bylo podobné účinkům pozorovaným modulátory fosforylace, naznačuje, že účinky aktivity pumpy jsou zprostředkovány fosforylovaným stavem jejich receptorů.

V pozdější práci Arvanov et al (1992b) ukázali, že ouabain selektivně potlačil odpovědi neuronů typu Helix A na ACh, které byly způsobeny selektivním zvýšením propustnosti membrány pro chloridy. Tento účinek ouabainu je zprostředkován zvýšením hladiny cAMP. Naproti tomu odpovědi neuronu typu Helix B, způsobené především zvýšením propustnosti pro monovalentní kationty, nebyly ouabainem ovlivněny. Blokáda Cl- odpovědí nebyla spojena se změnou potenciálu zvratu odpovědi. Arvanov et al. (1992a) dospěli k závěru, že účinek ouabainu nesouvisí přímo s desenzitizací ACh receptoru. Z článku lze vyvodit, že velikost účinku ouabainu na Helix může souviset se zvýšením hladiny cAMP, respektive fosforylací ACh receptoru u neuronů typu A, a s absencí fosforylace receptoru u neuronů typu B. U neuronů typu B je to naopak.

V následné studii Grigorian et al. (2001) nalezli u H. pomatia na stejném neuronu muskarinové receptory typu A citlivé na ouabain a nikotinové receptory typu B necitlivé na ouabain. Aktivita receptoru typu A nebo B by mohla záviset na fyziologickém stavu neuronu, který by zase mohl záviset na stavu fosforylace receptoru a/nebo na úrovni aktivity endogenní sloučeniny podobné ouabainu.

Dvě rozpustné frakce mozkové kůry, nazvané vrcholy I a II, které stimulují, resp. inhibují aktivitu neuronální Na+/K+-ATPázy, byly izolovány gelovou filtrací v Sephadexu G-50 (Rodriguez De Lores Arnaiz et al. 1997, 1998, 1999). Protože dřívější studie naznačovaly korelaci mezi cholinergním přenosem a aktivitou Na+/K+-ATPázy, Rodriguez De Lores Arnaiz et al. (1999) testovali vliv těchto vrcholů na vazbu muskarinového antagonisty chinuklidinylbenzilátu na tyto membrány. Autoři zjistili, že vazbu zvyšuje pík I a snižuje pík II, II-E (purifikovaná frakce II) a ouabain, přičemž tyto účinky jsou závislé na koncentraci. Tyto výsledky jsou podobné výsledkům zjištěným při použití synaptosomální membránové Na+/K+-ATPázy, a proto autoři dospěli k závěru, že oba systémy fungují podobným způsobem. Stimulace pumpy aktivuje nikotinové a muskarinové cholinergní receptory a inhibice aktivity tohoto enzymu způsobuje opačný účinek.

Tento závěr podporuje myšlenku, že existují endogenní modulátory Na+/K+-pumpy a mohou fyziologicky regulovat pumpu, která může nepřímo definovat signalizaci modulací jiných neurotransmiterových receptorů.

Studie zahrnující svaly hltanu a tělní stěny C. elegans a Na+/K+-pumpu jsou také zahrnuty do této části, protože oba svaly dostávají cholinergní inervaci (Chiang et al. 2006; Rand et al. 2000; Richmond a Jorgensen 1999). eat-6 kóduje ortolog α podjednotky Na+/K+-ATPázy u C. elegans (Davis et al. 1995). Vlastnosti faryngeálních kontrakcí mutantů eat-6 se od divokého typu liší tím, že jsou slabší, pomalejší a jejich relaxace je opožděná. Intracelulární záznamy z vláken terminálního bulbárního svalu mutantů eat-6 ukazují, že MP je trvale depolarizován a amplituda akčních potenciálů (AP) je snížena. Davis a spol. předpokládají, že v důsledku snížené aktivity Na+/K+ pumpy jsou sníženy iontové gradienty napříč svalovými vlákny. Po ablaci nervového systému hltanu fenotyp eat-6 přetrvává, což naznačuje, že EAT-6 má místo působení ve svalových vláknech. Zajímavé je, že aplikace 20 µM ouabainu do pitvaných hltanů divokého typu C. elegans způsobila velké snížení relaxačního R tranzientu elektrofaryngeogramu (EPG). Tyto EPG jsou podobné EPG získaným z mutantů eat-6. Tento účinek ouabainu bylo možné zvrátit po promytí. Vyšší koncentrace ouabainu (35-40 µM) způsobily hyperkontrakci svalů, což je účinek pozorovaný také u mutantů eat-6.

Tyto studie využívající mutanty eat-6 rozšířili Doi a Iwasaki (2008), kteří zjistili, že mutace v EAT-6 ovlivňují synaptickou účinnost ACh změnou exprese a lokalizace nAChRs na neuromuskulárním spojení C. elegans. Navrhují, že Na+/K+ pumpa může mít novou roli jako lešenářský protein, který pomáhá vytvořit pevný shluk receptorů těsně pod presynaptickým místem uvolnění. Tyto účinky EAT-6 Na+/K+-ATPázy regulují cholinergní synaptický přenos nezávisle na aktivitě pumpy. Doi a Iwasaki také zkoumali lokalizaci podjednotky β Na+/K+-ATPázy, NKB-1, která je u C. elegans nejvíce exprimovanou ze tří podjednotek β NKB. Protein NKB-1 se fyzicky váže na EAT-6 a mutanti nkb-1 vykazovali podobné deficity jako mutanti eat-6, včetně defektů v čerpání. To naznačuje, že EAT-6 a NKB-1 tvoří funkční Na+/K+-ATPázu in vivo. Doi a Iwasaki diskutují možné mechanismy, kterými by Na+/K+-ATPáza mohla vyvolat shlukování nAChR. Na+/K+-ATPáza může například modulovat obchodování s nAChR prostřednictvím aktivace/inaktivace tyrozinkinázy Src. Bylo prokázáno, že vazba Src na Na+/K+-ATPázu může vytvořit funkční signalizační komplex (Tian et al. 2006). Je také možné, že počet postsynaptických cholinergních receptorů mutantů eat-6 může být zvýšený. Doi a Iwasaki (2008) také zjistili, že levamizolové a nikotinové receptory mutantů eat-6 mají rozdílnou expresi a lokalizaci ve svalovém spojení tělní stěny. U mutantů eat-6 byla také zvýšena citlivost k agonistům ACh.

Etanol může způsobit hyperkontrakci C. elegans prostřednictvím aktivace nové podjednotky α spojené s cholinergním receptorem svaloviny tělní stěny (Hawkins et al. 2015). Tato hyperkontrakce může po 40 minutách ustoupit i přes neustálou přítomnost etanolu, což svědčí o toleranci k etanolu. Autoři stanovili souvislost mezi touto cholinergní signalizací, Na+/K+-ATPázou a tolerancí etanolu. Například u neobvyklé mutace v EAT-6, eat-6 (eg200), nedošlo k rozvoji tolerance k hyperkontrakci vyvolané etanolem, což naznačuje, že pro rozvoj tolerance k etanolu u C. elegans je nutná funkce Na+/K+-ATPázy.

Glutamátové receptory Glutamát je hlavním excitačním synaptickým transmiterem v mozku savců a působí jako transmiter i u bezobratlých (Walker et al. 1996). V 90. letech 20. století byly díky využití molekulárně biologických metod pro studium glutamátových receptorů rozděleny na ionotropní (iGlu) a metabotropní (mGlu) (Mosharova 2001). NMDA, AMPA a kainátové receptory se označují jako ionotropní (tj. iontově kanálové) receptory. Všechny ostatní receptory se označují jako metabotropní (mGluR) a regulují iontové kanály a enzymy, které produkují druhé posly prostřednictvím specifických receptorů spojených s G-proteiny. Existuje osm mGluRs, které se dělí do tří skupin, I, II a III, podle míry zachování jejich aminokyselinových sekvencí a způsobu účinku (Pin a Duvoison 1995). AMPAR zprostředkovávají převážnou většinu rychlého excitačního synaptického přenosu (Trussell a kol. 1994), zatímco NMDAR hrají zásadní roli v modulaci synaptické účinnosti, čímž vytvářejí synaptickou plasticitu (Hunt a Castillo 2012).

AMPAR jsou heterotetramery, sestavené z různých kombinací čtyř podjednotek GluA1-4, z nichž nejčastější jsou receptory obsahující GluA1/GluA2 nebo GluAR2/GluA3. NMDAR jsou složeny z podjednotek GluN1 a nejméně jedné podjednotky GluN2 ze čtyř podtypů GluN2, GluN2A-2D. AMPAR a NMDAR se společně lokalizují v postsynaptické doméně ve vysoké hustotě, pravděpodobně stabilizované a regulované, interakcí s cytosolickými scaffoldingovými proteiny (Traynelis et al. 2010).

AMPAR jsou především sodíkové kanály. Oproti tomu NMDAR umožňují vstup jak sodíku, tak vápníku, přičemž vápník hraje důležitou roli v synaptické plasticitě, protože spouští řadu následných signalizačních dějů.

NMDAR hrají důležitou roli v přenosu vzruchu, plasticitě a excitotoxicitě v mozku (Zhang et al. 2012a). Jejich aktivace zvyšuje dlouhodobou potenciaci a snižuje dlouhodobou depresi na Schafferových kolaterálních-CA1 synapsích v hipokampu. NMDA receptor je současně iontový kanál závislý na potenciálu a ligandu, který selektivně přenáší kladně nabité ionty. Hlavní část iontového proudu tvoří ionty vápníku a sodíku, které procházejí do buňky a uvolňují z ní ionty draslíku. NMDA receptor se skládá ze čtyř podjednotek, dvou třídy NR1 a dvou třídy NR2. Následně byla identifikována třetí podjednotka NMDA receptoru, NR3, o níž podali přehled Low a Wee (2010).

Z mozku potkanů byl izolován endogenní inhibitor Na+/K+-ATPázy, endobain E (frakce IIE), který má s ouabainem několik společných vlastností. Endobain má neurotoxické vlastnosti, které lze připsat inhibici Na+/K+-ATPázy, což vede k aktivaci NMDAR, což podporuje koncept, že intracelulární koncentrace Na+ a K+ iontů mohou modulovat funkci NMDAR (Reines et al. 2001, 2004). Účinek endobainu E na expresi podjednotek NMDA receptorů v membránách mozkové kůry a hipokampu potkanů byl analyzován pomocí Western blotu (Bersier et al. 2008). Dva dny po podání 10 μl endobainu (1 μl na 28 mg tkáně) se exprese podjednotky NR1 zvýšila v mozkové kůře pětinásobně a v hipokampu 2,5násobně. Exprese podjednotek NR2A, NR2B a NR2D se zvýšila v obou oblastech mozku. Exprese podjednotky NR2C nebyla v obou oblastech ovlivněna. Tyto výsledky naznačují, že endobain E diferenciálně modifikuje expresi podjednotek NMDA receptorů.

Excitační synaptický přenos v kůře savců zahrnuje aktivaci AMPAR a vstup Na+ do buňky, který musí být odstraněn prostřednictvím aktivace Na+/K+-ATPázy. Lze předpokládat existenci vzájemného ovlivňování mezi těmito receptory a Na+/K+-ATPázou. Je zajímavé, že bylo prokázáno, že Na+/K+-ATPáza je hojně zastoupena v synaptických místech a je kolokalizována s AMPAR (Zhang et al. 2009). Tito autoři navrhují interakci mezi podjednotkou α1 Na+/K+-ATPázy a intracelulárním C-koncem podjednotek GluR2. Po inhibici Na+/K+-ATPázy dochází k rychlé internalizaci a proteasomálně zprostředkované degradaci AMPAR a potlačení synaptického přenosu zprostředkovaného AMPA. To naznačuje homeostatickou regulaci AMPAR pomocí Na+/K+-ATPázy. Předpokládá se, že intracelulární akumulace Na+ způsobená nečinností Na+/K+-ATPázy vede k odstranění Na+ kanálů na povrchu buněk. Degradace AMPAR vyvolaná ouabainem je zrušena v přítomnosti inhibitorů proteasomu. Je možné, že tato cesta degradace je modulována endogenními inhibitory Na+/K+-ATPázy. Tímto způsobem by pumpa mohla hrát důležitou funkci při regulaci synaptické distribuce a přenosu AMPAR, které jsou základními složkami plasticity (Man 2012). Mezi ně může patřit endogenní ouabain, endobain a agrin (Hilgenberg et al. 2006; Schoner 2000, 2002). Na+/K+-ATPáza tedy může regulovat obrat AMPAR, synaptickou sílu a funkci mozku. Dysfunkce Na+/K+-ATPázy po hypoxii, ischemii a cévní mozkové příhodě je hlavní časnou patologickou reakcí (Zhang et al. 2009).

Na+/K+-ATPáza a NMDAR hrají důležitou roli v regulaci učení a paměti v hipokampu (Zhang et al. 2012a), přičemž první funguje jako iontový transportér a druhá jako iontové kanály. Tito autoři použili dihydro-ouabain ke zkoumání jeho účinků na NMDA proudy v potkaních hipokampálních CA1 neuronech. Dihydro-ouabain (10-1000 µM) tyto NMDA proudy zvyšoval, ale ne prostřednictvím aktivace proteinkinázy A nebo C. Selektivní inhibitory tyrozinkinázy Src a kaskády mitogenem aktivovaných proteinkináz (MARK) však blokovaly dihydro-ouabainem indukované NMDA proudy. Zhang et al. (2012a) dospěli k závěru, že Src zprostředkovává křížové spojení mezi Na+/K+-ATPázou a NMDAR, aby přenesl signály z Na+/K+-ATPázy do kaskády MARK.

Aktivace NMDA receptorů mění intracelulární koncentrace Na+ a K+, které jsou následně obnoveny Na+/K+-ATPázou. Bylo zjištěno, že NMDA receptor a Na+/K+-ATPáza spolu interagují a tato interakce byla prokázána pro obě izoformy α podjednotky (α1 a α3) Na+/K+-ATPázy exprimované v neuronech (Akkuratov et al. 2015). Tito autoři pomocí Western blotu prokázali, že dlouhodobé vystavení primární kultury potkaních mozečkových neuronů nanomolárním koncentracím ouabainu vede ke snížení hladin NMDAR podjednotek NR1 a NR2B, které je pravděpodobně zprostředkováno α3 podjednotkou Na+/K+-ATPázy. To se liší od dřívějších prací, kdy injekce endobainu E vedla ke zvýšení exprese NMDAR v mozkové kůře a hipokampu (Bersier et al. 2008). Autoři spekulují, že tento rozdíl by mohl být způsoben rozdílem v oblasti mozku nebo rozdílem mezi způsobem účinku endobainu E a ouabainu. Po aktivaci NMDAR byl také pozorován pokles enzymatické aktivity α1 podjednotky Na+/K+-ATPázy. Tento účinek je zprostředkován zvýšením intracelulárního Ca2+. Na+/K+-ATPáza a NMDAR tedy mohou funkčně interagovat vytvořením makromolekulárního komplexu, který může být důležitý pro obnovení iontové rovnováhy po neuronální excitaci (Akkuratov et al. 2015). Kromě toho může být funkce NMDAR regulována endogenními sloučeninami podobnými ouabainu.

Toxické účinky ouabainu Inaktivace buněčné Na+/K+-ATPázy v kulturách neurogliových buněk mozečku 1 mM ouabainu vede ke kumulaci glutamátu (Glu), hyperstimulaci glutamátových receptorů, vyššímu influxu Ca2+ a Na+ do buněk přes kanály aktivované Glu (Stelmashook et al. 1999). Tento proces vede k otoku buněk, deenergizaci mitochondrií a smrti granulárních buněk. Přidání antagonisty NMDAR s ouabainem však těmto reakcím zabránilo. Autoři naznačují, že pokles aktivity Na+/K+-ATPázy v neuronech může přispívat ke vzniku chronických neurologických poruch.

Několik alfa-izoforem Na+/K+-ATPázy, které mají různou citlivost na ouabain, může mít různé signalizační funkce. Inhibice potkaní neuronální Na+/K+-ATPázy alfa-3 izoformy při nízké (100 nM) koncentraci ouabainu vedla k aktivaci kaskády MAP kinázy prostřednictvím PKC a PIP3 kinázy. Na rozdíl od izoformy alfa3 Na+/K+-ATPázy citlivé na ouabain reguluje izoforma alfa1 Na+/K+-ATPázy odolná vůči ouabainu (inhibice 1 mM ouabainu) MAP kinázu prostřednictvím reakcí závislých na Src kináze. Použití apoptotického testu Annexin V-FITC k určení buněk s časnými apoptotickými rysy nám umožňuje vyvodit závěr, že izoforma alfa3 stimuluje a alfa1 potlačuje apoptotický proces v neuronech mozečku. Tato data jsou prvním důkazem prokazujícím účast izoforem Na+/K+-ATPázy rezistentních vůči ouabainu (alfa-1) a citlivých na ouabain (alfa-3) v různých signálních drahách v neuronálních buňkách (Karpova et al. 2010a, b).

Glutamátové receptory u bezobratlých Důležitá role glutamátergního přenosu napříč třídami bezobratlých poukazuje na cestu, kterou by Na+/K+-pumpa mohla ovlivňovat glutamátergní přenos. Tento přenašeč hraje důležitou roli v NMJ členovců. Kromě toho je klíčovou determinantou v centrální nervové soustavě u dalších hlavních tříd bezobratlých (Walker et al. 1996). Tyto důležité role zahrnují jak homologní ionotropní, tak metabotropní glutamátové receptory. Mezi glutamátovými receptory a vyššími formami chování existuje úzký vztah napříč fyly (viz přehled Robbins a Murphy 2006). Přesto dosud nebyly popsány glutamátové receptory bezobratlých, které jsou modulovány Na+/K+ pumpou. Glutamátové a non-NMDA glutamátové agonisty však depolarizují gliové a Retziovy buňky pijavic, mění intracelulární Na+ aktivitu a vyvolávají následnou hyperpolarizaci (Dorner et al. 1994). Tato after-hyperpolarizace je blokována 100 µM ouabainu a při částečném nahrazení vnějšího sodíku lithiem. Tyto experimenty ukazují, že přímé působení glutamátu a ne-NMDA glutamátových agonistů může aktivovat Na+/K+-pumpu.

GABA receptory Savčí GABAR se dělí na receptory GABAA, GABAB a GABAC (Olsen 2018). Receptory GABAA a GABAC jsou ionotropní, zatímco receptory GABAB jsou metabotropní. O interakci mezi Na+/K+-ATPázou a GABAR existuje poměrně málo literatury. Studie využívající RNA mozku potkana vstříknutou do oocytů Xenopus ukázaly účinek ouabainu na receptory GABA (Arvanov 1990; Arvanov a Usherwood 1991). Čtyři až deset dní po injekci reagovaly oocyty na aplikace 1-100 µM, GABA, L-kainátu a L-glutamátu. Všechny tři sloučeniny vyvolaly vnitřní proudy. Ve fyziologickém roztoku obsahujícím ouabain se odpovědi na GABA, L-kainát a L-glutamát zvýšily o 80-120 %, 20-30 % a 20-40 % jak u folikulovaných, tak u defolických oocytů. Zvratné potenciály těchto agonisty indukovaných proudů se v přítomnosti ouabainu nezměnily. 100 µM ouabainu také zvýšilo hmotnost a objem oocytů. Autoři předpokládají, že ouabain zvětšením objemu oocytů zvyšuje plochu membrány oocytu obsahující receptory, která je přístupná exogenně aplikovaným agonistům. To naznačuje, že účinek ouabainu je přímý. Klíčová role Na+/K+-ATPázy v modulaci toků Cl- (viz výše) znamená, že je možné, že tento účinek může modulovat tuto důležitou třídu inhibičních receptorů.

Dopaminové receptory (DAR) Na+/K+-ATPáza se podílí na regulaci DAR. DAR mohou interagovat s řadou molekul souhrnně označovaných jako proteiny interagující s dopaminovými receptory, DRIP, které nejen regulují signalizaci receptorů, ale přispívají k jejich přenosu a stabilitě a k tvorbě signalizačního komplexu DAR v buňkách (Kabbani a Levenson 2007). Bertorello et al. (1990) poskytli důkaz, že dopamin prostřednictvím synergického účinku na receptory D1 a D2 inhibuje aktivitu Na+/K+-ATPázy izolovaných striatálních neuronů. To vede k přechodné depolarizaci MP se zvýšením intracelulárního Na+. Savčí DAR se dělí do dvou rodin, a to D1 a D2. Rodina D1 obsahuje podtypy D1 a D5, které jsou spojeny s heterotrimerním G-proteinem GS a pozitivně regulují aktivitu adenylylcyklázy. Rodina D2, tj. podtypy D2, D3, D4, jsou spřaženy s inhibičními GI/O proteiny a snižují aktivitu adenylylcyklázy. Dopamin a další katecholaminy modulují aktivitu Na+/K+-ATPázy dvěma mechanismy, a to přímým účinkem na enzym a za druhé na katecholaminové receptory, ale za účasti cest PKC a PKA. Ty aktivují Na+/K+-ATPázu prostřednictvím stimulace drah PKC a PKA ve specifických tkáních (Therien a Blostein 2000). Vazba dopaminu na neostriatální neuronální D1 DAR inhibuje aktivitu Na+/K+-ATPázy, zatímco vazba dopaminu na D2 DAR aktivuje sodíkové kanály, což zvyšuje intracelulární sodík a aktivuje Na+/K+-ATPázu (Aizman a kol. 2000). Pomocí koimunoprecipitace a hmotnostní spektrometrie bylo prokázáno, že D1 a D2 DAR existují v komplexu s Na+/K+-ATPázou (Hazelwood et al. 2008). Tito autoři provedli biologické testy s Na+/K+-ATPázou a DARs koexprimovanými v buňkách HEK293T, aby prozkoumali vliv Na+/K+-ATPázy na funkci DAR. Transfekce D1 nebo D2 DARs do buněk HEK293T vedla k výraznému snížení aktivity Na+/K+-ATPázy α1 beze změny hladiny proteinu enzymu. DAR jsou schopny snížit funkci Na+/K+-ATPázy v nepřítomnosti dopaminu a bez změny hladin enzymu. To poskytuje další důkaz podporující význam interagujícího komplexu. Společná exprese obou proteinů v signálním komplexu (termín pro popis receptorového komplexu, který se skládá z různých proteinových interakcí, viz Hazelwood et al. 2010) vedla k vzájemnému tlumení jejich funkce. Tato práce ukazuje, že interakce mezi DAR a α1 podjednotkou Na+/K+-ATPázy vede k vzájemné modulaci funkce mezi oběma proteiny, a to jak v přítomnosti, tak v nepřítomnosti ligandů, což poskytuje nový kontrolní mechanismus pro signalizaci DAR a iontovou rovnováhu v buňce.

DAR se podílejí na adaptaci aktivity myší striatální Na+/K+-ATPázy po aktivaci opioidních receptorů morfinem (Wu et al. 2007). In vivo krátkodobá léčba morfinem stimulovala aktivitu Na+/K+-ATPázy a tato stimulace byla inhibována antagonistou D2R, zatímco dlouhodobá léčba morfinem inhibuje Na+/K+-ATPázu a tato inhibice byla inhibována antagonistou D1R. Na regulaci aktivity Na+/K+-ATPázy morfinem se podílela cAMP-dependentní proteinkináza A.

Interakce DAR bezobratlých s Na+/K+-ATPázou Složitost dopaminové signalizace u bezobratlých je dobře známa a všechny hlavní fyly exprimují homology savčích DARS (Walker et al. 1996; Troppmann et al. 2014). Příkladem je interakce mezi Na+/K+-ATPázou a dopaminovými receptory acinárních buněk klíštěte Ixodes scapularis (Kim et al. 2016). Dopaminem indukovaná sekrece slinných žláz byla inhibována ouabainem (10 µM), který blokoval transport tekutin v acinech typu III. Kim et al. (2016) naznačují, že cílem intracelulární signalizace zprostředkované receptorem D1 pro sekreci slinných žláz je i Na+/K+-ATPáza. Základ této funkční interakce je třeba ještě objasnit. Funguje na základě přímých proteinových interakcí popsaných u savců, nebo na základě posunu iontových gradientů, které jsou nezbytné pro normální funkci buněk? Důkazy pro takové interakce v nervovém systému bezobratlých chybí.

Receptory pro serotonin (5-hydroxytryptamin) (5-HTR) 5-HTR se dělí na receptory spřažené s G-proteiny (GPCR) a ligandem řízené iontové kanály a zprostředkovávají jak excitační, tak inhibiční účinky (Hoyer et al. 1994). Existuje nejméně šest GPCR, a to 5-HT1, 5-HT2, 5-HT4-7, které lze rozdělit na podtypy, a jeden ligandem řízený Na+ a K+ kationtový kanál, 5-HT3. 5-HT moduluje aktivitu Na+/K+-ATPázy v pyramidových neuronech CA1 v hipokampu potkana (Zhang et al. 2012b). Tato inhibice probíhá prostřednictvím 5-HT3R, protože byla snížena antagonistou 5-HT3R, ale ne antagonistou 5-HT1R. Agonista 5-HT3R navíc napodoboval účinek 5-HT. Agonisté 5-HT mohou modifikovat aktivitu Na+/K+-ATPázy v mozkové kůře potkanů od 21. dne (Hernández 1982) a tento účinek je blokován antagonisty 5-HT. Po dosažení stavu indukované hypersenzitivity 5-HT receptorů byla odpověď Na+/K+-ATPázy na 5-HT agonisty zvýšena. Autor dospěl k závěru, že na citlivosti receptorů 5-HT v mozku potkana se podílí Na+/K+-ATPáza.

5-HT působí jako transmiter ve všech hlavních fyziologických skupinách (Walker et al. 1996). Existuje však jen málo důkazů o interakcích mezi 5-HTR a Na+/K+-pumpou. Vstřikování Na+ do senzorických neuronů T pijavice lékařské, H. medicinalis, vede k tomu, že MP se stává více negativní v důsledku aktivace Na+/K+-ATPázy (Catarsi a Brunelli 1991). Toto zvýšení negativity je blokováno 5-HT, který přímo inhibuje aktivitu Na+/K+-pumpy v buňkách T prostřednictvím cAMP (Catarsi a kol. 1993). Opakovaná stimulace receptivního pole T buněk vyvolává u T buněk zvýšenou after-hyperpolarizaci (AHP), která je způsobena především zvýšenou aktivitou Na+/K+-ATPázy (Scuri et al. 2002). AHP se snižuje působením 5-HT nebo inhibicí Na+/K+-pumpy, která může usnadňovat vedení akčního potenciálu v synaptických terminálech a být důležitá pro krátkodobou plasticitu (Scuri et al. 2007). Inhibice Na+/K+-pumpy po injekci 10 nM dihydro-ouabainu vede k rychlejšímu plaveckému chování, což naznačuje roli pumpy ve fyziologii plavání u pijavice. Interakce mezi 5-HT a Na+/K+ pumpou na molekulární úrovni u pijavice však není známa

.