Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ПРИ БЕЛКОВОЙ СЕНСИБИЛИЗАЦИИ. СОКРАЩЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЫШЦ ГОЛЕНИ МЫШИ IN VITRO НА ХОЛИНОМИМЕТИК И KCl

Авторы:
Город:
Казань
ВУЗ:
Дата:
29 февраля 2016г.

До настоящего времени механизмы компенсаторных изменений работы двигательных мышц при обязательной вакцинации спортсменов перед соревнованиями остаются нераскрытыми. Изучение адаптационных возможностей сократительных структур на примере различных скелетных мышц (СМ) в условиях аллергической перестройки позволит предположить новые варианты коррекции их функции и наметить возможную стратегию медикаментозного воздействия на конкретные СМ с учетом волоконного состава.

Цель работы – изучить влияние белковой сенсибилизации (БС) на сократительный ответ, вызываемый гуморальными агентами – холиномиметиком карбахолином (КХ) хлоридом калия (KCl) у различных мышц голени мыши in vitro: «быстрой» (m.EDL) и «медленной» (m.soleus).

Материалы и методы: Животные сенсибилизировались овальбумином. Механомиографические исследования проводились на мышце in vitro в условиях изометрии, при постоянной перфузии раствором Кребса. Сокращение регистрировалось датчиком силы. КХ исследовался в концентрациях от 2х10-5М до 3х10-3М. KCl – в концентрациях от 50 до 250 ммоль/л. Анализировались сила и скорость сокращения на КХ и KCl в субмаксимальной и максимальной концентрациях.

Удобным «тестом» для изучения процессов ЭМС является отношение максимальных сил, развиваемых мышцей при сокращении на КХ и KCl (РКХmax/PKClmax).

Результаты. КХ в субмаксимальной концентрации (7х10-4М) вызывал у m.EDL в контроле сила - 76,6+6,1 мг и скорость сокращения - 14,3+ 1,6 мг/сек. При БС сила уменьшалась до 61,9+12,2 мг, скорость сокращения при этом практически не менялась – 13,6+4,1 мг/сек. При максимальной концентрации КХ (4х10-3М) скорость сокращения была 11,15±1,97 мг/сек. При БС скорость снижалась - до 4,62±1,68 мг/сек (p<0,05).

У m.soleus в контроле КХ в субмаксимальной концентрации (5х10-4М) вызывал сокращение с силой - 237,8+20,6 мг и скоростью - 13,1+1,0 мг/сек. БС увеличивала силу до 353,2+23,1 мг (p<0,01) и скорость до 16,6+1,5 мг/сек. Максимальная концентрация КХ (2х10-3М) вызывала сокращение m.soleus в контроле со скоростью - 24,64±3,65 мг/сек. БС снижала скорость до 13,44±2,43 мг/сек (p<0,05).

Сила сокращения m.EDL на максимальные концентрации КХ (4х10-3М) и KCl (250 ммоль/л), в контроле была

103,83±15,70 мг и 136,69±6,73 мг (РКХmax/PKClmax - 75,9%), при БС становилась 52,13±14,66 мг (p<0,05) и 142,72±23,83 мг соответственно (РКХmax/PKClmax - 36,5%), т.е. показатель РКХmax/PKClmax – при БС снизился до 48,1% от контроля.

Для m.soleus сила сокращения на агонист в максимальной концентрации (2х10-3М) и KCl (150 ммоль/л) в контроле имела значения: 322,32±30,18 мг и 643,23±69,59 мг (РКХmax/PKClmax - 50,1%) и при БС изменялась до 475,14±52,66 мг (p<0,05) и 1470,49±186,05 мг (p<0,01) (РКХmax/PKClmax - 32,3%), т.е. показатель РКХmax/PKClmax при БС снизился до 64,5% от контроля.

Обсуждение. Результаты экспериментов свидетельствуют, что в сокращениях «быстрых» и «медленных» мышц голени мыши на КХ и KCl имеются существенные различия. Обнаруженные факты имеют морфологическую основу. Различия в силе сокращения на КХ напрямую связаны с составом волокон. Камбаловидная мышца мыши содержит 50-60% «медленных» волокон, а m.EDL на 97-100% состоит из «быстрых» [4]. Размеры постсинаптической мембраны у МВ «медленной» мышцы (m.soleus) в 3 раза протяженнее, чем у МВ «быстрой» (m.EDL) [3]. Бόльшая сила сокращения камбаловидной мышцы на КХ, соответственно, является следствием бόльшей ее чувствительности к холиномиметику и обусловлена бόльшим числом холинорецепторов (ХР) в области синапса.

Белковая сенсибилизация изменяет сократительные свойства СМ мыши. По данным литературы, изменения, возникающие в МВ при сенсибилизации, затрагивают поверхностную мембрану.[1,5], механизмы ЭМС либо систему сократительных белков [2]. Нами показана способность к изменению как для силы, так и для скорости сокращения обеих мышц на КХ. Разнонаправленность вектора динамики силы у «быстрых» и «медленных» мышц свидетельствует, что регистрируемые у них при БС функциональные различия затрагивают, в первую очередь, холиноопосредованные процессы возбуждения мембраны МВ. Угнетение скорости, наблюдаемая у обеих мышц указывает на участие в процессах адаптации в условиях БС системы ЭМС и Са2+ зависимых механизмов сокращения СМ.

Использование в анализе отношения РКХmax/PKClmax подтверждает способность БС по-разному изменять свойства мышц с различным фенотипом. Хотя в обоих случаях этот показатель и снижается, однако, для «быстрой» мышцы снижение более выражено (до 48,1% от исходной) чем для «медленной» (до 64,5%). Очевидно, что оба обнаруженных факта: и разнонаправленное влияние БС на силу КХ-вызванного сокращения у «медленной» и «быстрой» мышц, и способность изменять силу калиевой контрактуры являются проявлением механизмов адаптации, которые определяют пластичность СМ при БС.

Заключение. В работе показана комплексная оценка сократительной функции на различные гуморальные инициаторы сокращения, что позволяет проводить объективный анализ состояния контрактильного аппарата изолированной скелетной мышцы. Изучение сокращения на карбахолин показало качественные различия в механизмах влияния БС на холиноопосредованные процессы возбуждения «быстрых» и «медленных» мышц. Включение в анализ калиевой контрактуры позволило предположить, что в ходе аллергической перестройки в процесс адаптации включаются и иные этапы сокращения СМ. Количественная оценка показателей сокращения выявляет различия в механизмах адаптации «быстрых» и «медленных» мышц мыши на БС. В этом участвуют как ХР постсинаптической мембраны МВ, так и калий зависимые механизмы, которые обеспечивают регуляцию сократительной функции. Определение роли калий опосредованных процессов в адаптации скелетных мышц при аллергии в перспективе предоставит возможность определить пути коррекции их функции и позволит наметить стратегию медикаментозного воздействия с учетом волоконного состава конкретной двигательной мышцы. Более детальное изучение процессов адаптации СМ в условиях аллергической перестройки организма с учетом различных этапов их сокращения требует проведения дальнейших исследований.

Вывод: Белковая сенсибилизация изменяет функциональные свойства СМ мыши, затрагивая как холиноопосредованные процессы возбуждения мембраны МВ, так и механизмы электромеханического сопряжения и в характере этих изменений у «быстрых» и «медленных» мышц имеются существенные различия.

 

Список литературы

1.     Адо А.Д., Стомахина Н.В., Тулуевская Л.М., Федосеева В.Н. Белковые спектры и фосфолипидный состав мембран, обогащенных холинорецепторами из скелетных мышц крыс в условиях сенсибилизации. Бюл.эксперим.биол.медицины 1984; Т.99; 7:.84-86.

2.     Гущин И.С. Анафилаксия гладкой и сердечной мускулатуры. М.: Медицина; 1973; 175 с.

3.     Fahim M.A., Holley J.A., Robbins N. Topographic comparison of neuromuscular junctions in mouse slow and fast twitch muscles. Neuroscience 1984; Sep; 13(1): 227-35.

4.     Florendo J.A., Reger J.F., Law P.K. Electrophysiologic differences between mouse extensor digitorum longus and soleus. Exp Neurol. 1983; Nov; 82(2): 404-12.

5.     Teplov A.Y., Grishin S.N., Mukhamedyarov M.A., Ziganshin A.U., Zefirov A.L. and Palotas A. Ovalbumin- induced sensitization affects non-quantal acetylcholine release from motor nerve terminals and alters contractility of skeletal muscles in mice. Experimental Physiology. 2009; 94 (2), 264-268.