Биологические науки/8 Физиология человека и животных
ЛОПОУХОВ
Р.Ю.
Казанский государственный Медицинский
Университет. Казань.
БЕЛКОВАЯ СЕНСИБИЛИЗАЦИЯ ВЛИЯЕТ НА МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО СОПРЯЖЕНИЯ «МЕДЛЕННОЙ» СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ МЫШИ IN VITRO.
Проблема аллергических
заболеваний является актуальной в современной биологии и медицине. Белковая
сенсибилизация (БС) как экспериментальная модель широко используется в
медико-биологических исследованиях при изучении патогенеза аллергического процесса.
БС изменяет морфофункциональное состояние скелетных мышц (СМ) [1]. Эти
изменения можно характеризовать как адаптивные, в ходе которых развивается
компенсация недостаточности ряда органов и систем, возникающей ходе реализации
аллергической реакции. Широкий спектр механизмов, обеспечивающих развитие
приспособительных явлений в этих условиях, включает, в том числе, и калий зависимые процессы сократительных структур [2].
Функциональная вариабельность мышечной системы является одним из ярких
проявлений адаптации. И, если для гладкомышечных органов изменчивость, в том
числе и ее калий опосредованных путей, при аллергии изучена достаточно
подробно, то вопросы пластичности СМ в обозначенных выше условиях остаются
совершенно не исследованными. Актуальность же данной проблемы определяется
нераскрытыми механизмами компенсаторных изменений в работе двигательных мышц
при обязательной вакцинации спортсменов перед соревнованиями.
ЦЕЛЬ:
Изучить возможные различия во влиянии
белковой сенсибилизации на сократительные свойства «медленной» камбаловидной
мышцы мыши (m.soleus) in vitro, вызываемые гуморальным агентом хлоридом калия (KCl).
Материалы
и методы: Эксперименты
проводились на мышах, обоего пола, массой тела 17-22 г. Животные
сенсибилизировались овальбумином (ОА) с гелем гидроокиси алюминия (2 мкг сухого
вещества геля + 150 мкг ОА в 0,5 мл физиологического раствора) парентерально,
дважды [3]. Вторая инъекция - через 14 дней после первой. В эксперимент
животные забирались на пике сенсибилизации - на 7-10 день после второй
сенсибилизирующей инъекции. Механомиографические исследования проводились на
препарате изолированной мышцы в условиях изометрии, которая достигалась
растяжением препарата мышцы в течении 20 минут с силой 0,5 г при постоянной
перфузии раствором типа Кребса. Сокращение на KCl в концентрациях от 50 до 250 ммоль/л регистрировалось
датчиком силы. Сократительная функция анализировалась по силе и скорости
сокращения мышцы на гуморальный агент в субмаксимальной (110 мМ) и максимальной
(150 мМ) концентрациях.
Результаты.
Сокращение камбаловидной мышцы вызывалось KCl. Концентрация 110 мМ в условиях БС увеличивала силу сократительных
ответов с 478,10±38,57 мг до 967,93±222,05 мг (p<0,05). Скорость сокращения в
описываемых условиях также возрастала с 20,44±1,74 мг/сек до 29,44±2,67 мг/сек (p<0,05).
При концентрации 150 мМ сила сократительных ответов на KCl, составляющая в контроле 643,23±69,59 мг, в условиях БС
возрастала до 1470,49±186,05 мг (p<0,01).
Скорость сокращения в описываемых условиях эксперимента также возрастала - с
21,31±2,33 мг/сек до 40,62±3,20 мг/сек (p<0,001).
Обсуждение. На уровне феномена показано возрастание силы и
скорости сократительного ответа «медленной» мышцы сенсибилизированного
животного in vitro на KCl в субмаксимальной и максимальной концентрациях. Сокращение
изолированной СМ на повышение концентрации ионов К+ является удобным
«тестом» для изучения процессов ЭМС [5], что согласуется с данными Dulhunty A.F.[6] и Lorcovich H.[7]. Эти авторы, работая на
различных мышцах мыши подтвердили предположение, высказанное еще Жуковым Е.К.[8]
и Наследовым Г.А.[9], что калиевая контрактура характеризует систему ЭМС и для
каждого типа мышечных волокон (МВ) имеет свои особенности.
Рассматривая возможные механизмы этого
влияния необходимо обратить внимание на следующие моменты. По данным
литературы, изменения, возникающие в МВ в ходе сенсибилизации способны
затрагивать поверхностную мембрану.[4], механизмы ЭМС либо систему
сократительных белков [1]. У изучаемой мышцы и скорость, и сила сокращения
мышцы на KCl возрастают. Подобная динамика
свидетельствует, что изменения затрагивают как процессы возбуждения мембраны
МВ, так и Са2+ зависимые механизмы сокращения СМ.
Детальное раскрытие особенностей участия
калий зависимых процессов в механизмах адаптации скелетных мышц в условиях
аллергической перестройки позволит предположить новые варианты патогенетической
коррекции их функции, а так же наметить возможную стратегию медикаментозного
воздействия.
Литература:
1. Гущин И.С. Анафилаксия гладкой и
сердечной мускулатуры. М.: Медицина; 1973; 175 с.
2. Yuan P, Leonetti M.D,
Hsiung Y, MacKinnon R. Open Structure of the Ca2+ Gating Ring in the
High-Conductance Ca2+-Activated K+ Channel. Nature, 2011; 481(7379): 94–97.
3. Гущин И.С., Зебрева А.И., Богуш Н.Л. и
др. Экспериментальная модель для разработки и оценки способов контроля
немедленной аллергии. Патол. физиол. и эксперимент. Терапия 1986; 4: 18-23.
4.
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.
5. Lawler J.M., Hu Z., Barnes W.S. Effect of reactive oxygen species on
K+- contractures in the rat diaphragm.
J. Appl. Physiol. 1998; V.84;-3: .948-953.
6. Dulhunty A.F. Slow potassium contractures in mouse limb muscles.
J.Physiol. 1981;. 314: 91-105.
7. Lorcovich H Potassium contractures in mouse limb muscles. J. Physiol.
1983;.343: .569-576.
8. Жуков Е.К. Очерки по
нервно-мышечной физиологии. Л: Наука; 1969;.288 с.
9. Наследов Г.А.
Тоническая мышечная система позвоночных. Л: Наука; 1981;-187 с.