В свете новейших исследований понимание роли цитоскелета в жизнедеятельности клетки претерпело значительные изменения. Ранее считалось, что цитоскелет выполняет опорную функцию, по последним данным, цитоскелет является одним из ключевых эффекторных звеньев, к которому конвергируют различные сигнальные пути, участвующие в регуляции сократительной активности ГМК [2].

Цитоскелет представлен системой белковых нитей: микрофиламентов, микротрубочек и промежуточных филаментов [1]. На культуральных ГМК было показано, что дезинтеграция актиновых микрофиламентов цитохалазинами нарушает оперирование Са2+-каналов L-типа, снижая сократительные ответы. Изначально предполагалось, что деполимеризация микротрубочек облегчает сократительные ответы посредством устранения внутреннего механического противодействия сокращению, но в последующем выяснилось, что они не оказывают существенного влияния на механические характеристики сосудистых гладкомышечных клеток, но участвуют в модуляции большого числа сигнальных путей.

В связи с этим целью данного исследования стало: изучение роли микрофиламентов и микротрубочек в регуляции сократительной активности гладкомышечных клеток воздухоносных путей и сосудов малого круга кровообращения морских свинок.

Материал и методы. Работа была выполнена на 22 морских свинках. Сократительная активность исследовалась с помощью механографического метода на изолированных гладкомышечных сегментах воздухоносных путей (ВП) и легочной артерии (ЛА), перфузируемых физиологическим раствором Кребса с показателем температуры 36 - 37 0С и pH 7,45 - 7,50. Состояние цитоскелета модулировали с помощью колхицина(10 мкМ), предобрабатывая сегменты в течение 90 минут. Амплитуда сократительных ответов гладкомышечных сегментов рассчитывалась в процентах от амплитуды контрольного гиперкалиевого сокращения (40мМ).

Результаты. В первой серии экспериментов было исследовано влияние дезинтеграции цитоскелета на гиперкаливое сокращение. Сегменты ВП после предобработки колхицином на добавление гиперкалиевого раствора (40 мМ) отвечали сокращением, на 41.9±3.1%; (n=8; p<0.05) превышающим сокращение до предобработки колхицином. Также были получены данные, что дезинтегратор цитоскелета колхицин снижал амплитуду гиперкалиевого сокращения, на 32.6±9.1%; (n=7; p<0.05). На ЛА аналогичным образом произошло разделение результатов: там, где сокращение сегментов снижалось на 15.7±6.3% (n=7; p<0.05), и там где сокращение сегментов увеличивалось на 36.4± 4.3% (n=8; p<0.05) после предобработки колхицином.
Во второй серии экспериментов было исследование участие цитоскелета в сократительных реакциях сегментов ЛА и ВП, развивающихся в ответ на добавление биологически активных веществ (БАВ), таких как гистамин в концентрации 0.1 мМ и фенилэфрин в концентрации 0.01 мМ. Величина сократительного ответа на действие БАВ до предобработки колхицином принималась за 100%. После предобработки колхицином амплитуда сокращения сегментов ВП на гистамин снижалась на 53.3±17.5%; (n=9; p<0.05), а сегментов ЛА на фени-лэфрин уменьшалась на 41.7±15.7%; (n=6; p<0.05).

Таким образом, при воздействии гиперкалиевым раствором после предобработки колхицином одна часть сегментов реагировала повышением сократительной активности, другая часть - снижением сокращения. Колхицин, являясь неселективным дестабилизатором, затрагивает микрофиламенты и микротубулы. Известно, что микрофиламенты связаны с потенциал зависимыми кальциевыми каналами, поэтому их дезинтеграция может приводить к снижению силы сокращения на действие гиперкалиевого раствора. Дезинтеграция микротубул в свою очередь может привести к высвобождению из них ионов Са2+ и увеличению силы сокращения. Так как колхицин разрушает оба компонента, то результат может зависеть от степени дезинтеграции каждого из них.

При действии гистамина и фенилэфрина после предобработки колхицином амплитуда сокращения всех сегментов уменьшалась. Полученные результаты можно объяснить тем, что данный тип сократительной активности реализуется через фосфоинозитидный путь, а оперирование данного сигнального пути связанно с цитоскелетом, следовательно, дезинтеграция цитоскелета приводит к снижению сократительной активности.

Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод о том, что участие цитоскелета в регуляции сократительного ответа может зависеть от природы действующего фактора, в одном случае он потенцирует сокращение, в другом - ослабляет его.