Сибирский государственный медицинский университет

Кафедра биофизики и функциональной диагностики

Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам 71-й итоговой научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г. Томск, 14-16 мая 2012 г.), под ред. В. В. Новицкого, Н.В. Рязанцевой. − Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2012. − 335 с. 

Скачать сборник (MS Word, 1 мб)

Скачать программу конференции

Актуальность. До недавнего времени монооксид углерода (СО) был известен лишь только как токсический агент. Однако, в последнее время было признано, что СО в качестве  физиологического газотрансмиттера играет важную роль в регуляции деятельности нервной, сердечно-сосудистой, сенсорной, бронхо-легочной, иммунной систем. СО способен образовываться эндогенно под действием ферментов гемоксигеназ. Основными мишенями физиологического эффекта СО являются гем-содержащие белки. За исключением гуанилатциклазы,  под влиянием этого газа угнетается активность выше названных белков-мишений. Наоборот, активируя растворимую гуанилатциклазу, СО может инициировать запуск в клетках цГМФ-зависимой сигнальной системы. Считается, что монооксид углерода обладает вазорелаксирующем, противовоспалительным, антипролиферативным, противосвертывающими эффектами, а так же может регулировать двигательную активность желудочно-кишечного тракта. Отмечается повышение концентрации монооксида углерода при таких патологических заболеваниях как: гипоксия, лучевая болезнь и анемии.  Однако, несмотря на многочисленные работы, посвященные изучению биологической роли молекулы СО, его эффекты и механизм действия остается до конца не выясненными.

Цель. Исследовать роль монооксида углерода в механизмах сопряжения-возбуждения  гладкомышечных клеток.

Материалы и методы. Объектом исследования служили гладкомышечные сегменты мочеточника морской свинки. Для одновременной регистрации их электрической и сократительной активности применяли метод двойного сахарозного моста.  В качестве контрольного принимались амплитуда, длительность плато, осцилляции потенциала действия (ПД) и сократительный ответ гладкомышечных клеток (ГМК) мочеточника, индуцированные электрическим стимулом амплитудой 0.8-1.5 мкА

Результаты. В предварительной серии экспериментов исследовали влияние монооксида углерода  на ГМК  в концентрации 1, 10 и 100 мкМ.  Донатор СО CORM II в концентрации 1 мкМ, к 10-ой минуте в части экспериментов  вызывал снижение амплитуды сокращения ГМК мочеточника до 88,6±7,5% (n=6, р<0,05). При этом происходило снижение амплитуды и длительности потенциала действия до 83,3±3,4% (n=6, р<0,05) и 96,7±2,3% (n=6), соответственно, от контроля. Увеличение концентрации СО до 10 мкМ приводило к дальнейшему снижению амплитуды сокращения ГМК до 71,4±12,4% (n=6, р<0,05); снижение амплитуды ПД к 10-ой минуте составило 86,1±3,7% (n=6, р<0,05), при этом длительность ПД уменьшилась на 91,7±6,0% (n=6). При концентрации СО 100мкМ к 10 минуте наблюдали дальнейшее снижение амплитуды сокращения  до 65,4±9,1% (n=6), длительность ПД уменьшилась на 82,0±8,7%(n=6)  а амплитуда потенциала действия снизилась до 83,6±1,9% (n=6).

Ингибитор растворимой гуанилатциклазы в концентрации 1 мкМ после 10 мин. воздействия  практически не влиял на электрические и сократительные свойства ГМК мочеточника, но влиял на релаксирующий эффект донатора СО CORM II.  На фоне ODQ 100 мкМ донатора СО CORM II вызывало снижение амплитуды сокращения ГМК до 71,4±12,4% (n=6); снижение амплитуды ПД к 10-ой минуте составило 86,1±3,7% (n=6), при этом длительность ПД уменьшилась на 91,7±6,0% (n=6). То есть, на фоне ингибитора гуанилатциклазы, влияние СО  на электрическую и  сократительную и активность ГМК, ослаблялось. Подобная картина наблюдалась при предобработке ГМК блокатором калиевой проводимости мембраны тетраэтиламмонием (5 мМ). Наоборот, на фоне биологически активных веществ (фенилэфрин, гистамин) этот эффект усиливался.

Выводы. Таким образом, угнетающее влияние CO на электрическую и  сократительную активность гладкомышечных клеток мочеточника морской свинки обусловлено активацией растворимой фракции гуанилатциклазы и калиевой проводимости мембраны. С-киназная ветвь кальциевой регуляции электрической и сократительной активности гладкомышечных клеток мочеточника может выступать в качестве одной из вероятных мишеней воздействия СО.