|
ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава, (г. Томск)
Эта работа опубликована в сборнике "Науки о человеке": материалы Х конгресса молодых ученых и специалистов / Под ред. Л.М.
Огородовой, Л.В. Капилевича. – Томск: СибГМУ. – 2009. – 166 с.
Скачать сборник целиком
В поддержании гладкомышечного тонуса участвует много регуляторных факторов, действующих через системы вторичных посредников: ионы кальция, циклические нуклеотиды и т.д. ЦГМФ- зависимая сигнальная система, опосредованная оксидом азота (NO), занимает особое значение. Феноменология влияния NO и его доноров нитросоединений на сократительную функцию гладких мышц достаточно хорошо известна. Во всех исследованных типах мышц доноры оксида азота вызывали уменьшение механического напряжения, угнетали, если таковая имелась, спонтанную активность и снижали величину сократительных ответов на действие биологически активных веществ [3, 4, 5]. Изучению механизмов действия NO на функции нормальных и патологически измененных клеток посвящено огромное число работ. Однако ряд вопросов не нашел удовлетворительного решения. И это, прежде всего, касается взаимоотношений оксида азота и элементов цитоскелета. Последние, по мнению ряда авторов [2], могут являться ключевым звеном взаимодействия различных внутриклеточных сигнальных систем и отдельных каскадов в пределах одной системы трансдукции сигнала в гладкомышечных клетках (ГМК).
Цель работы: изучить влияние дезинтеграции микрофиламентов и микротубул на эффекты оксида азота в гладкой мышце аорты крысы.
Исследование проводили на изолированных деэндотелизированных кольцевых сегментах грудного отдела аорты крысы. Регистрация сократительных реакций гладкомышечных препаратов проводилась методом механографии.
Для изучения влияния оксида азота на сокращения ГМК использовали нитропруссид натрия (НП), широко используемый в экспериментальной практике донор NO [1]. Состояние микрофиламентов модулировали цитохалазином D (0,5 мкМ), микротубул - нокодазолом (10 мкМ), микротубул и мик-рофиламентов - колхицином (10 мкМ).
Амплитуду сократительных ответов гладкомышечных сегментов рассчитывали в процентах от амплитуды контрольного гиперкалиевого (эквимолярное замещение 30 мM NaCl на KCl) сокращения.
Добавление 10 мкМ а1-адреномиметика фенилэфрина приводило к сокращениям ГМК аорты, амплитуда которых была сравнима с действием 30 мМ KCl.
Нитропруссид натрия (0,001 - 0,05 мкМ) вызывал снижение механического напряжения фенилэф-рин-индуцированного сокращения гладкомышечных сегментов аорты крысы (Рис.1 А). При этом близкое к полумаксимальному эффекту расслабление наблюдалось при добавлении 0,005 мкМ НП, составляя 42,6±4,1% (n=6, р<0,05). В присутствии ингибитора растворимой фракции гуанилатцикла-зы метиленового синего (10 мкМ) расслабляющее действие нитропруссида натрия (0,001- 0,05 мкМ) значительно снижалось: релаксирующее действие 0,005 мкМ НП в присутствии метиленового синего ослаблялось до 15,7±2,3% (n=6, р<0,05) относительно контрольных значений (Рис.1 Б).
Таким образом, растворимая фракция гуанилатцклазы является основной мишенью для НП при фенилэфрин- индуцированном сокращение ГМК аорты крысы.
После 90-минутной обработки колхицином амплитуда сокращений сосудистых сегментов, вызванного добавлением 10 мкМ фенилэфрина, статистически значимо снижалась, составляя 87,7±10,3 (n=6, р<0,05). На фоне действия колхицина релаксирующее действие 0,005 мкМ нитропруссида натрия достоверно увеличилось, составляя 59,8±3,2% (n=6, р<0,05) от фенилэфрин-индуцированного сокращения в присутствии колхицина.
Подобное действие колхицина свидетельствует о вовлечении элементов цитоскелета в NO-зависимую регуляцию механического напряжения сосудистых сегментов при действии фенилэфрина.
Для изучения роли микротубул в NO-зависимой регуляции сократительной активности гладких мышц аорты крысы при фенилэфрин- индуцированном сокращении использовали специфический дезинтегратор микротубул нокодазол.
Добавление 10 мкМ нокодазола в раствор Кребса в течение 90 минут не изменяло исходного механического напряжения гладкомышечных сегментов аорты крысы.
После 60-минутной обработки нокодазолом амплитуда сокращения сосудистых сегментов, вызванного добавлением 10мкМ фенилэфрина, статистически значимо увеличивалась, составляя 114,9±4,3 ( n=6, р<0,05).
На фоне действия нокодазола релаксирующий эффект 0,005 мкМ нитропруссида натрия достоверно увеличивался, составляя 66,7±2,4% (n=6, р<0,05) от фенилэфрин-индуцированного сокращения в присутствии нокодазола (Рис.2 А).
Рис 1. Влияние нитропруссида натрия на механическое напряжение гладкой мышцы аорты крысы в присутствии фенилэфрина (А), на фоне предобработки метиленовым синим (Б)
По оси ординат - механическое напряжение (мН), по оси абсцисс - время (час)
Для определения участия актиновых микрофиламентов цитоскелета в NO-зависимой регуляции сократительной активности ГМК аорты крысы при действии фенилэфрина использовали цитохалазин D.
Добавление 0,5 мкМ цитохалазина D в раствор Кребса приводило к снижению исходного механического напряжения сегментов аорты крысы, которое к 30-ой минуте составило 12,1%±4,8% (n=6) от контрольной гиперкалиевой контрактуры (Рис.2 Б).
Рис.2 Влияние нокодазола (А) и цитохалазина D (Б) на эффекты нитропруссида натрия в гладкой мышце аорты крысы, при действии фенилэфрина.
По оси ординат - механическое напряжение (мН), по оси абсцисс - время (час)
После предобработки гладкомышечных сегментов аорты цитохалазином D (0,5 мкМ, 30 мин.) амплитуда фенилэфрин-индуцированного сокращения, снизилась, составляя 31,3±5,1% (n=9, р<0,05) от контрольной гиперкалиевой контрактуры (Рис.2 Б).
На фоне действия цитохалазина D наблюдалось достоверное усиление расслабляющего действия НП (n=6, р<0,05) (Рис.2 Б).
Таким образом, на основании полученных данных можно предположить, что и актиновые элементы цитоскелета и микротубулы вовлекаются в развитие фенилэфрин-индуцированного сокращения ГМК.
Эффективность оперирования NO-опосредованной сигнальной системы в гладкомышечных клетках аорты крысы, при действии фенилэфрина зависит от состояния микрофиламентов и микротубул. При этом, по-видимому, микротубулы в большей степени, чем микрофиламенты участвуют в реализации расслабляющего действия на ГМК циклического гуанозинмонофосфата.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, контракты № 07-04-01184 и № 09-04-99026.
Список литературы:
1. Ковалев И.В. Влияние нитропруссида натрия на мембранный потенциал и механическое напряжение гладкомышечных клеток аорты крысы / И.В. Ковалев, М.Б. Баскаков, А.А. Панов и др. // Росс. Физ. ж. им. И.М. Сеченова. - 1997.-Т.83,№7.-С.70-76.
2. Anfinogenova Y.J. Cell shrinkage-induced vascular smooth muscle contraction: role of Na+,K+,2Cl-cotransport, intracellular Cl- and L-type Ca2+ channels / Y.J. Anfinogenova, M.B. Baskakov, I.V. Kovalev, A.A. Kilin, N.O. Dulin, S.N. Orlov // Pflugers Arch - Eur J Physiol. 449: 42-55, 2004.
3. Furchgott R. Endothelium-derived relaxing and contracting factor / R. Furchgott, P. Vanhoutte // FASEB J.-1989.-V.3.-P.2007-2018.
4. Luscher T. Endothelium-derived ralaxing and contracting factors / T. Luscher // Eur. Heart. J.-1989.-N9.-P. 847-857.
5. Moncada S. The L-arginin: nitric oxide pathway / S. Moncada //Acta Physiol.Scand.-1992.-V.145.-P.201-227.
|
