Два направления работы Лаборатории физиологии клетки, связанные с интересами ее основателей Д.Н. Насонова и А.С. Трошина, оставались определяющими в ее развитии после выделения дочерних лабораторий - исследование структурных изменений в нативных клетках и исследование ионного баланса в животных клетках. Наиболее крупными оригинальными достижениями в первом плане было обнаружение движения нервного волокна во время потенциала действия и доказательство того, что микродвижения мембранного кортекса с частотным спектром 0.2-30 гц, наблюдаемые у множества немышечных клеток, в том числе и таких, как эритроциты, обусловлены не тепловыми флуктуациями и не электрострикционным эффектом в липидном бислое, а АТФ-зависимой двигательной активностью примембранного цитоскелета.

Левин С.В., Гольфанд К.А. (1980) Поперечное смещение аксона краба при потенциале действия. Цитология, 22, 717-721.

Левин С.В., Гольфанд К.А. (1984) Быстрое поперечное движение аксона краба при потенциале действия. Цитология, 26, 920-926.

Левин С.В. и др. (1986) Волна локального укорочения и удлинения одиночного аксона краба при потенциале действия. Цитология, 28, 1307-1315.

Левин С.В., Малев В.В. (1987) Влияние упругих свойств оболочки аксона краба на движение нервного волокна при потенциале действия. Цитология, 29:569-575.

Krol A.Yu., Grinfeldt M.G., Levin S.V. and Smilgavichus A.D. (1990) Local mechanical oscillations of the cell surface within the range 0.2-30 Hz. Eur. Biophys. J. 19, 93-99.

Levin S., and Korenstein R. (1991) Membrane fluctuations in erythrocytes are linked to MgATP-dependent dynamic assembly of the membrane skeleton. Biophys. J. 60, 733-737.

Krol A.Yu., Malev V.V. and Grinfeldt M.G. (1993) Spectral characteristics of spontaneous oscillations in erythrocytes and their ghosts. Biol. Mem. 6, 701-710.

Rubashkin A., Iserovich P., Hernandez J.A., Fischbarg J. (2005) Epitalial fluid transport: protruding macromolecules and space charges can vring about electro-osmotic coupling at the tight junctions. J. Membrane Biol. 208, 251-263.

Tuvia S., Almagor A., Bitler A., Levin S., Korenstein R., Yedgar S. 1997. Cell membrane fluctuations are regulated by medium macroviscosity: evidence for a metabolic driving force. PNAS USA, 94, 5045-5049.

Tuvia S., Levin S., Bitler A., Korenstein R. (1998) Mechanical fluctuations of the membrane-skeleton are dependent on F-actin ATPase in human erythrocytes. J. Cell Biol. 141, 1551-1561.

Krol A.Yu., Malev V.V., Vereninov A.A. (2000) Laser dark-field microscope: investigation of the motility of submicroscopic structures. Proc. SPIE, 4064, 45-48.

Grinfeldt M.G., Krol A.Yu., Malev V.V. (2000) Correlation between the oscillatory and adhesion activities in erythroid cells. Membr. Cell Biol. 13, 347-355.

Кроль Ф.Ю., Гринфельдт М.Г., Веренинов А.А., Малев В.В. (2000) Роль актинового цитоскелета в генерации колебаний поверхности теней эритроцитов. Биол. Мембраны, 17, 60-66.

Второе направление исследований связано с изучением природы асимметричного распределения ионов между цитоплазмой и средой и механизма возникновения разности электрических потенциалов на плазматической мембране. Эти исследования начинались на одном из классических объектов - скелетных мышечных волокнах лягушки. Был разработан комплекс методов, основанных на радиоизотопном и пламенно-эмиссионном анализе, позволяющий на одном объекте одновременно измерять входные и выходные потоки однозарядных катионов через клеточную мембрану. На первом этапе основной задачей было выяснение возможности интепретации основных феноменов на основе модели межфазового распределения и строгий анализ модели "насос-утечка". Итоги этой работы отражены в монографии А.А. Веренинова "Транспорт ионов через клеточную мембрану. Анализ потоков" (1978), в которой подвергнуты ревизии данные, по кинетике изотопного обмена ионов, которые прежде рассматривались, как доказательство "связывания" калия в цитоплазме, критикуется возможность определения индивидуальных коэффициентов активности ионов в цитоплазме с помощью ион-специфичных электродов, впервые для своего времени (1978 г.) представлена обширная сводка данных по поток-концентрационным зависимостям в системах переноса однозарядных ионов через плазматическую мембрану, и делается вывод, что потоки, прежде рассматривавшиеся как "утечка", обусловлены не дефектами плазматической мембраны, а наличием в ней функционально значимых ион-транспортирующих систем. Позднее усилия были сосредоточены на исследовании транспорта однозарядных катионов у клеток пролиферирующих культур. Было показано, что транспорт Na⁺ и K⁺ существенно изменяется при переходе клеток к пролиферации и что распространившееся с конца 70 г.г. представление, будто злокачественный рост клеток связан со специфическими изменениями ионного транспорта, ошибочно. Итоги первых пяти лет работы на клеточных культурах отражены в книге А.А. Веренинов, И.И. Марахова "Транспорт ионов у клеток в культуре" (1986), не имеющей аналогов в зарубежной литературе. Работа с долго живущими клеточными культурами привела к более широкой постановке вопроса о функциональных перестройках ионного и водного баланса не только в связи с переходом клеток к пролиферации, но и в других случаях, в частности, при таком биологически важном процессе как апоптоз. Созданы программы для компьютерного расчета ионного и водного баланса животных клеток, позволяющие определять, с изменением каких трактов переноса однозарядных ионов через клеточную мембрану связаны наблюдаемые в тех или иных случаях изменения ионного и водного баланса клетки. Выполненные в Лаборатории экспериментальные исследования апоптоза лимфоидных клеток впервые четко показали, что существуют формы апоптоза, не сопровождающиеся дегидратацией клеток. Впервые проведена количественная оценка изменения содержания в апоптозных клетках воды, K⁺ и Na⁺ и показано, что в тех случаях, когда апоптоз сопровождается дегидратацией клеток, она обусловлена изменением содержания K⁺ и Na⁺. В связи с изучением механизма перестроек ионного баланса лимфоидных клеток при переходе к пролиферации в Лаборатории освоен полуколичественный ПЦР-анализ экспрессии мРНК, что позволило для лимфоцитов человека, активированных фитогемагглютинином, провести "междонорное" и "межгенное" сравнение изменения профиля экспресии группы мРНК, в том числе кодирующих важнейшие ионные транспортеры (ATP1B1, NHE1, NKCC1, actin, GAPDH, p53, Bcl-2, hSGK).

В последние 3 года ведется работа по теме "Роль моновалентных ионов в регуляции апоптоза" (гос. рег.номер 01.2.00 314301). В 2006 г. работа поддерживается грантами Российского фонда фундаментальных исследований, РФФИ-ННИО и Санкт-Петербургского научного центра РАН.

Лаборатория сотрудничает с 1998 г. с Институтом физиологии Тюбингенского университета (Германия, проф. Ф. Ланг, директор).

Yurinskaya V., Aksenov N., Moshkov A., Model M., Goryachaya T., Vereninov А., A comparative study of U937 cell size changes during apoptosis initiation by flow cytometry, light scattering, water assay and electronic sizing. Apoptosis 22, № 10:1287-1295. IF 3.82.

Vereninov IА, Yurinskaya VE, Vereninov АA, 2017 Commentary How cells can control their size by pumping ions. Frontiers in Cell and Developmental Biology 5 (AUG), 72 d19 oi: 10.3389/fcell.2017.00072. PMCID: PMC5566556. IF 3.19 по RG.

Vereninov IA, Yurinskaya VE, Model MM, Vereninov AA. 2016. Unidirectional Flux Balance of Monovalent Ions in Cells with Na/Na and Li/Na Exchange: Experimental and Computational Studies on Lymphoid U937 Cells. PLoS One. 11(5): DOI:10.1371/journal.pone.0153284, IF 3.23.

Yurinskaya V.E, Moshkov A.V, Goryachaya T.S, Vereninov A.A. 2014. Li/Na exchange and Li active transport in human lymphoid cells U937 cultured in lithium media. Cell and Tissue Biology. 8 (1): 80-90.

Vereninov I.А, Yurinskaya V.E., Model М.А., Lang F., Vereninov A.A. 2014. Computation of Pump-Leak Flux Balance in Animal Cells. Cell Physiol. Biochem. Vol. 34:1812-1823. DOI: 10.1159/000366382

Vereninov I.A., Vereninov A.A., Yurinskaya V.E. 2014. Supplement for computation of monovalent ion flux balance in animal cells:
www.cytspb.rssi.ru/lab_vereninov/BEZ01.zip [ Скачать ]
www.cytspb.rssi.ru/lab_vereninov/Fluxes.zip [ Скачать ]
www.cytspb.rssi.ru/lab_vereninov/LIP.zip [ Скачать ]

Снигиревская Е. С., Мошков А. В., Юринская В. Е., Веренинов А. А., Комиссарчик Я. Ю.. 2014. Ультраструктурный и рентгеноспектральный анализ клеток U937 в процессе апоптоза, индуцированного гипертонией. Цитология. Т. 56, № 11. Стр. 828-840.

Юринская В. Е., Мошков А. В., Горячая Т. С., Веренинов А. А. 2013. Li/Na обмен и активный транспорт Li в клетках лимфомы человека U937, культивируемых в литиевых средах. Цитология. Т. 55, № 10. С. 703-712.

Веренинов И. А., Веренинов А. А. 2013. Алгоритмы компьютерного моделирования переноса ионов в клетках. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. №2 (169). С. 91-97.

Веренинов И. А., Юринская В. Е., Веренинов А. А. 2013. Интеграция потоков моновалентных ионов через клеточную мембрану: стационарные ионные градиенты на мембране и водный баланс животной клетки. Российский физиологический журнал. Т. 99, № 5, С. 619-629.

Yurinskaya V. E., Moshkov A. V., Wibberley A. V., Lang F., Model M. A., Vereninov A. A. 2012. Dual response of human leukemia U937 cells to hypertonic shrinkage: initial regulatory volume increase (RVI) and delayed apoptotic volume decrease (AVD). Cell. Physiol. Biochem. Vol. 30. P. 964-973.

Yurinskaya V. E., Rubashkin A. A., Vereninov A. A. 2011. Balance of unidirectional monovalent ion fluxes in cells undergoing apoptosis: why does Na+/K+ pump suppression not cause cell swelling? Journal of Physiology. Vol. 589, N. 9. P. 2197-2211.

Юринская В. Е., Рубашкин А. А., Широкова А. В., Веренинов А. А. 2011. Регуляторное увеличение объема (RVI) и апоптозное уменьшение объема (АVD) клеток U937 в гипертонической среде. Цитология. Т. 53, № 6. С. 474-481. Англ. версия: Сell and Tissue Biology. Vol. 5. P. 487-494.

Рубашкин А.А. 2011. К теории апоптозного сокращения клеточного объёма. Цитология. Т. 53, № 8. С. 687-689.

Рубашкин А. А., Юринская В. Е., Веренинов А. А. 2010. Расчет потоков K+, Na+ и Cl- через плазматическую мембрану животной клетки с Na+/K+ насосом, с котранспортерами NKCC и NC и ионными каналами с учетом не гольдмановского выпрямления в K+ каналах. Норма и апоптоз. Цитология. Т. 52, № 7. С. 568-573.. Англ. версия: Сell and Tissue Biology, 2010. Vol. 4. P. 464-470.

Юринская В. Е., Горячая Т. С., Рубашкин А. А., Широкова А. В., Веренинов А. А. 2010. Перераспределение K+, Na+ и Cl- и потоки K+ и Cl- при апоптозе клеток U937, вызванном стауроспорином. К механизму апоптозной дегидратации клеток. Цитология. Т. 52, № 7. С. 562-567. Англ. версия: Сell and Tissue Biology. Vol. 4. P. 457-463.

Vereninov A. A., Rubashkin A. A., Goryachaya T. S., Moshkov A. V., Rozanov Yu. M., Shirokova A. V., Strelkova E. G., Lang F., Yurinskaya V. E. 2008. Pump and channel K (Rb+) fluxes in apoptosis of human lymphoid cell line U937. Cell. Physiol. Biochem.. Vol. 22. P. 187-194.

Рубашкин А.А., Исерович П. 2007. Новый подход к пониманию селективности ионных каналов. Нелокально-электростатическое рассмотрение. ДАН. Т. 417, № 1, с. 121-124. (есть англ. версия: Doklady Biochemistry and Biophysics, 2007, V. 417, pp. 302-305.).

Vereninov A.A., Goryachaya T.S., Moshkov A.V., Vassilieva I.O., Yurinskaya V.E., Lang F., Rubashkin A.A. 2007. Analysis of the monovalent ion fluxes in U937 cells under the balanced ion distribution: Recognition of ion transporters responsible for changes in cell ion and water balance during apoptosis. Cell. Biol. Int., V. 31, pp. 382-393.

Lang F, F?ller M, Lang K, Lang P, Ritter M, Vereninov A, Szabo I, Huber SM, Gulbins E. 2007 b. Cell volume regulatory ion channels in cell proliferation and cell death. Methods Enzymol. V. 428:209-225.

Широкова А.В. 2007. Апоптоз. Сигнальные пути и изменение ионного и водного баланса клетки. Цитология, Т. 49, N5 385-394. (англ. версия: Shirokova A. V. Apoptosis. Signaling pathways and cell ion and water balance. Cell and Tissue Biology, 2007, V. 1, N3:215-224.

Lang F., Gulbins, E, Szabo I., Vereninov A., Huber S.M. 2007 a. Ion channels, cell volume, cell proliferation and apoptotic cell death. In the book: Sensing with Ion Channels. Springer Series in Biophysics. Ed. B.Martinac. Vol. 11, P. 69-84.

Fishbarg J., Diecke F.P.J., Iserovich P., Rubashkin A. 2006. The role of the tight junction in paracellular fluid transport across corneal endothelium. Electro-osmosis as a driving force. J. Membr. Biol. Vol. 210 : 117-130.

Lang F., Shumilina E., Ritter M., Gulbins E., Vereninov A., Huber S.M. 2006. Ion channels and cell volume in regulation of cell proliferation and apoptotic cell death. Contrib. Nephrol. 152: 142-60.

Lang F., Foller M., Lang K., Lang P., Wieder T., Ritter M., Gulbins E., Vereninov A., Huber S.. 2005. Ion channels in cell proliferation and apoptotic cell death. Journal of Membrane Biology, 205. (3): 147-157.

Yurinskaya V.E., Goryachaya T.S., Moshkov A.V., Rozanov Yu.M., Sakuta G.A, Shirokova A.V., Shumilina E.V., Vassilieva I.O., Lang F., Vereninov A.A. 2005 b. Potassium and Sodium Balance in U937 Cells during Apoptosis with and without Cell Shrinkage. Cellular Physiology and Biochemistry, 16: 155-162.

Yurinskaya V.E., Moshkov A.V., Rozanov Yu.M., Shirokova A.V., Shumilina E.V., Vassilieva I.O., Lang F., Volgareva E. V, Vereninov A.A. 2005 a. Thymocyte K+, Na+ and water balance during dexamethasone and etoposide induced apoptosis. Cellular Physiology and Biochemistry, 16:15-22.

Веренинов А.А., Юринская В.Е., Рубашкин А.А. 2004. Роль калия, калиевых каналов и симпортеров в апоптозном сокращении клеточного объема. Эксперимент и теория. ДАН, 398(4): 555-559.

Веренинов А.А., Горячая Т. С., Матвеев В.В., Мошков А.В., Розанов Ю.М.,. Сакута Г.А, Широкова А.В., Юринская В.Е.. 2004. Дегидратационное сокращение объема клеток при апоптозе - факультативный признак. Апоптоз клеток U937, вызванный стауроспорином и этопозидом. Цитология, 46:609-619.

Веренинов А.А., Волгарева Е.В., Матвеев В.В., Мошков А.В., Розанов Ю.М., Широкова А.В., Юринская В.Е. 2003. Водный и ионный баланс тимоцитов крысы при апоптозе, вызванном дексаметазоном и этопозидом. Ионо-осмотическая модель уменьшения объема клетки. Цитология, 45:500-509.

Sanchez J.M., Li Y., Rubashkin A., Iserovich P., Wen Q., Ruberti J.W., Smith R.W., Rittenband D., Kuang K.,. Diecke F.P.J, Fischbarg J.. 2002. Evidence for a central role for electro-osmosis in fluid transport by corneal endothelium. J. Membrane Biol. 187(1): 37-50.

Zuniga FA, Shi G, Haller JF, Rubashkin A, Flynn DR, Iserovich P, and Fischbarg J. 2001.A three-dimensional model of the human facilitative glucose transporter Glut1. J Biol Chem 276: 44970-44975.,

Vereninov A.A., Vassilieva I.O., Yurinskaya V.E., Matveev V.V., Glushankova L.N., Lang, F., Matskevich J.A. 2001. Differential transcription of ion transporters, NHE1, ATP1B1, NKCC1 in human peripheral blood lymphocytes activated to proliferation Cellular Physiology and Biochemistry, 11(1): 19-26.

Fillon S., Warntges S., Matskevitch J., Moschen I., Setiawan I., Gamper N., Feng Y.X., Stegen C., Friedrich B., Waldegger S., Broer S., Wagner C.A., Huber S.M., Klingel K., Vereninov A., Lang F.. 2001. Serum- and glucocorticoid-dependent kinase, cell volume, and the regulation of epithelial transport. Comparative Biochemistry and Physiology Part A 130: 367-376.

Веренинов А.А., Васильева И.О., Юринская В.Е., Матвеев В.В., Глушанкова Л.Н. 2001. Исследование "групповой" экспрессии мРНК ионных транспортеров ATP1B1, NHE1 и NKCC1, beta-актина, глицерофосфатдегидрогеназы, белков-регуляторов пролиферации и апоптоза p53, Bcl-2, IL-2 и киназы hSGK на пререпликативной стадии активации лимфоцитов человека. Цитология 43(6): 602-612.

Кроль А.Ю., Гринфельдт М.Г., Веренинов А.А., Малев В.В. 2000. Роль актинового цитоскелета в генерации колебаний поверхности теней эритроцитов. Биол. Мембраны т.17 (1), 60-66.

Кrol А.Yu. Malev V.V., Vereninov A.A. 2000. Laser dark-field microscope: investigation of the motility of submicroscopic structures. Proc. Soc. Photo-Optical Instr. Eng., 4064:45-48.

Marakhova, I.I., Ivanova, A.E., Toropova, F.V., Vereninov, A.A., and Vinogradova, T.A. 1999. Functional expression of the Na/K pump is controlled via a cyclosporin A-sensitive signalling pathway in activated human lymphocytes. FEBS Letters 456, 285-289.

Марахова И.И., Веренинов А.А., Виноградова Т.А., Торопова Ф.В. 1998. Циклоспорин А тормозит долговременную активацию Na,K-АТФазного насоса в лимфоцитах человека, стимулированных фитогемагглютинином. Биол. мембраны. Т. 15, (3):290-298.

Marakhova I.I., Vereninov A.A., Vinogradova T.A. Toropova F.V. 1998. Cyclosporin A inhibits long-term activation of Na,K pump in phytohemagglutinin-stimulated human lymphocytes. Membr. Cell Biol. Vol.12 (3) :363-374.

Marakhova I.I., Vereninov A.A., Toropova F.V., Vinogradova T.A. 1998. Na,K-ATPase pump in activated human lymphocytes: on the mechanisms of rapid and long-term increase in K influxes during blasttransformation. Biochim.Biophys. Acta, 1368, 61-72.

Веренинов А.А., Глушанкова Л.Н., Рубашкин А.А. 1997. Влияние симпорта NaK2Cl и проницаемости хлорных каналов на баланс ионных потоков и трансмембранное распределение ионов у животных клеток разного типа. Цитология, Т.39, № 8, C.727-739.

Веренинов А.А., Глушанкова Л.Н., Рубашкин А.А. 1995. Роль ионных транспортеров в долговременной регуляции объема животных клеток в условиях анизотонии. Математическая модель и реальные лимфоидные клетки. Цитология, Т.37, № 12, C.1151-1166.

Marakhova, I.I., Vereninov, A.A., Toropova, F.V., and Vinogradova, T.A. 1995. Long-term enhancement of Na,K-ATPase pump during blasttransformation of human lymphocytes is controlled first by translational, then by transcriptional mechanisms. FEBS Lett. 368(1):110-112.

Веренинов А.А., ст., Веренинов А.А., мл. 1991. Ионный, электрический и водный баланс в животной клетке. Система с активным транспортом катионов, гольдмановскими каналами и симпортом типа Na+K+2Cl. Цитология, Т.33, № 11, C.4-17.

Веренинов А.А., Гусев Е.В., Казакова О.М., Клименко Е.М., Марахова И.И., Осипов В.В., Торопова Ф.В. 1991. Транспорт и распределение моновалентных катионов при бласттрансформации лимфоцитов перефирической крови человека, активированных фитогемагглютинином. Цитология, Т.33, № 11, C.78-93.