Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск

На протяжении многих лет обоснованно считалось, что в регуляции электрической и сократительной активности гладких мышц основную роль играют ионы кальция, повышение которых в цитозоле приводит к возрастанию мышечного напряжения [1, 3]. В последнее время появились сведения о том, что в этом процессе могут принимать участие и механизмы, связанные с изменением объема клеток, непосредственное участие в которых может принимать цитоскелет.
В большинстве клеток цитоскелет представлен сложно организованной и мобильной системой белковых нитей: микрофиламентов, микротрубочек и промежуточных филаментов [4]. Первоначально предполагалось, что деполимеризация микротрубочек облегчает сократительные ответы посредством устранения внутреннего механического противодействия сокращению, генерируемому актин-миозиновыми взаимодействиями. Однако в дальнейшем было показано, что микротрубочки могут не оказывать существенного влияния на механические характеристики сосудистых гладкомышечных клеток (ГМК), хотя играют важную роль в модуляции кальций-зависимой сигнализации [4, 5].
Тем не менее, до сих пор не ясны пути и способы передачи сигнала с цитоскелета на эффекторные системы, отвечающие за реализацию интегрального процесса, осуществляемого гладкомышечными клетками, – их сокращения [3].
Целью работы было исследование роли цитоскелета в регуляции электрической и сократительной активности гладких мышц.
Объектом исследования служили гладкомышечные сегменты мочеточника морской свинки. Для одновременного исследования их электрической и сократительной активности применяли метод двойного сахарозного моста. Состояние цитоскелета модулировали с помощью колхицина, цитохолазина В и винбластина, содержание внутриклеточного цАМФ и цГМФ – форсколином и нитропруссидом натрия соответственно.
В качестве контрольного принимался потенциал действия (ПД) и сократительный ответ сегмента гладкомышечных клеток (ГМК) мочеточника, индуцированные электрическим стимулом амплитудой 0,8–1,5 мкА.
После предобработки гладкомышечного препарата неселективным дестабилизатором элементов цитоскелета колхицином (10 мкМ), в течение 60 минут происходило угнетение электрической и сократительной активности ГМК мочеточника. Амплитуды ПД и сокращения ГМК мочеточника составляли 80 % и 60 % от контрольных значений соответственно. Увеличение концентрации колхицина до 100 мкМ не привело к дополнительному снижению амплитуд ПД и сокращения.
Предобработка гладких мышц мочеточника дестабилизатором микрофиламентов цитохолазином В (1–10 мкМ) в течение 30 минут вызывала дозозависимое снижение амплитуды сокращения и ПД, вызванных электрическим стимулом. В концентрации 10 мкМ цитохалазин В вызывал полное угнетение электрической и сократительной активности, а в концентрации 1 мкМ – снижение амплитуды ПД до 60 % и сокращения – до 40 % от контрольных значений.
Добавление дестабилизатора микротрубочек винбластина (10 мкМ) в течение 60 минут вызывало усиление электрической и сократительной активности ГМК мочеточника.
Действие активатора аденилатциклазы форсколина в концентрации 1 мкМ на ГМК мочеточника вызывало снижение амплитуды ПД до 85,6±8 %, длительности плато до 35±4 % и силы сократительного ответа до 20±5 % в сравнении с контрольными значениями в нормальном растворе Кребса (n=7, p<0,05).
Активатор гуанилатциклазы нитропруссид натрия в концентрации 100 мкМ, напротив, вызывал увеличение длительности плато ПД и амплитуды сокращений ГМК мочеточника до 111±6 % и 130±9 % (n=17, р<0,01) соответственно в сравнении с исходными значениями в нормальном растворе Кребса. Достоверных изменений амплитуды анэлектротонических потенциалов и ПД при этом не регистрировалось.
Релаксирующее влияние форсколина на фоне колхицина и цитохолазина В продолжало развиваться, а активирующий эффект нитропруссида натрия, напротив, усиливался.
После предобработки винбластином угнетающее влияние форсколина и активирующее – нитропруссида натрия на электрическую и сократительную активность ГМК мочеточника ослаблялось.
Полученные данные свидетельствуют в пользу того, что элементы цитоскелета вовлечены в регуляцию электрической и сократительной активности ГМК мочеточника. Однако сохранность действия модулятора уровня цАМФ форсколина в условиях дезинтеграции микрофиламентов цитохалазином В и, наоборот, ослабление его эффектов в условиях дестабилизации микротрубочек винбластином позволяют предположить, что общими точками соприкосновения механизмов, модулирующих состояние цитоскелета и сократительный ответ гладких мышц мочеточника, могут являться не только цАМФ зависимая, но и кальциевая сигнальные системы.
По-видимому, реализация кальций-зависимой ветви регуляции сократительной активности ГМК в большей мере зависит от состояния микрофиламентов, что подтверждается данными о влиянии их дезинтеграции на кальциевые каналы L-типа изолированных сосудистых ГМК [4]. В противоположность этому было показано, что угнетающее влияние циклических нуклеотидов (цАМФ) на кальциевую проводимость мембраны одиночных ГМК аорты крысы не зависело от состояния микрофиламентов цитоскелета [5]. Следует отметить, что в этой работе автор использовал для дезинтеграции микрофиламентов цитохалазин В в тех же концентрациях, что и в представленных выше исследованиях. Оказалось, что и в ГМК мочеточника уровень цАМФ не изменял своего угнетающего влияния на электрическую и сократительную активность ГМК и после дезинтеграции микрофиламентов.
О роли микротубул в регуляции электрической и сократительной активности ГМК известно намного меньше. Тем не менее, отмечается влияние активности Rho-киназ, но не ионов кальция, на состояние микротубул сосудистых ГМК [2]. Как показали наши исследования, дезинтеграция микротубул винбластином изменяла электрическую и сократительную активность гладкомышечных сегментов мочеточника морской свинки, что свидетельствует в пользу того, что эта часть цитоскелета может быть задействована в электромеханическом сопряжении исследуемых ГМК.

Список литературы:
1. Механизмы регуляции функций гладких мышц вторичными посредниками / М. Б. Баскаков, М. А. Медведев, И. В. Ковалев и др.. – Томск : Гавань, 1996. – 154 с.
2. Chitaley, K. Microtubule depolymerization facilitates contraction of vascular smooth muscle via increased activation of RhoA/Rho-kinase / K. Chitaley, R. C. Webb // Med Hypotheses. – 2001. – N. 56(3). – P. 381–385.
3. Kuriyama, H. Physiological features of visceral smooth muscle cells, with special reference to receptors and ion channels / K. Kitamura, T. Itoh, R. Inoue // Physiol. Rev. – 1998. – Vol. 78. – P. 811–920.
4. Actin filament disruption inhibits L-type Ca2+ channel current vascular smooth muscle cells / M. Nakamura, M. Sunagava, T. Kosugi, N. Sperelakis // Am. J. Physiol. Cell Physiol. - 2000. – Vol. 279. – P. 480–487.
5. Orlov, S. СAMP signaling inhibits dihydropyridine-sensitive Ca2+ influx in vascular smooth muscle cells / S. Orlov, J. Tremblay, P. Hamet // Hypertens. – 1996. – Vol. 27. – P. 774–780.