Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Физиологические свойства и механизмы функциональной активности гладкомышечных клеток в онтогенезе



На правах рукописи

ПАТЮКОВ АЛЕКСАНДР ГЕОРГИЕВИЧ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МЕХАНИЗМЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ГЛАДКОМЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК В ОНТОГЕНЕЗЕ

14.00.17- нормальная физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Томск-1996

Работа выполнена на кафедрах нормальной физиологии Сибирского государственного медицинского университета и Омской государственной медицинской академии

Научные консультанты:

Академик РАМН, академик РАЕН, профессор М.А.Медведев Член-корр. МАН ВШ, профессор М.Б.Баскаков Доктор медицинских наук, профессор Д.Ф.Лукьяненко

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор В.И.Киселев

Доктор биологических наук, старший научный сотрудник А.Г.Карташов Доктор медицинских наук, профессор А.Н. Байков

Ведущая организация; Институт физиологии СО РАМН (г.Новосибирск)

Защита состоится "_"_ 19_ г. в _ часов, на

заседании диссертационного совета Д.084.28.02 при Сибирском Государственном медицинском университете (634050 г.Томск, Московский тракт, 2).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Сибирского государственного медицинского университета (г.Томск, проспект Ленина, 107).

Автореферат разослан"_"_19_г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, доктор медицинских наук,

профессор Н.А.БРАЖНИКОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Механизмы развития организма, его органов и физиологических систем, всегда привлекали внимание исследователей. В результате интенсивных научных поисков достаточно полно были изучены морфологические аспекты онтогенеза и его составной части - гистогенеза [А.А.Клишов, 1984]. Одновременно появились определенные сведения и об особенностях функционирования органов и тканей в эмбриональном периоде и раннем постнатальном онтогенезе. Вместе с тем, несмотря на интенсивные научные поиски в различных направлениях, многие аспекты онтогенеза, в особенности развития функций клеток, не исследованы. В наибольшей степени это касается гистогенеза филогенетически значительно более молодой, чем скелетные мышцы, гладкомышечной ткани [A.A. Клишов, 1989]. Практически нет данных о механизмах формирования дефинитивных функций гладкомышечных клеток (ГМК), функциональных свойствах ГМК в различные возрастные периоды, хотя их значение для нормальной деятельности внутренних органов и организма в целом огромно. В частности, не известны электрофизиологические и сократительные параметры созревающих гладкомышечных клеток, особенности ионной проницаемости их цитоплазматической мембраны, механизмов ионного обмена, электрогенеза. Практически не исследован характер и степень чувствительности развивающихся ГМК к различным физиологически активным веществам (ФАВ). Не изучены механизмы рецепции ФАВ на различных этапах созревания гладких мышц.

Для функционирования, а возможно и созревания клеток, огромное значение имеют внутриклеточные сигнальные механизмы. Например, циклический 3,5-аденозинмонофосфат, который играет роль вторичного мессенджера для передачи информации от их рецепторного аппарата к внутриклеточным эффекторам [Е.П.Феденко, Н.Г.Доман, 1983; Н.А.Юдаев, С.А. Афиногенова, 1983; Е.С.Северин, О.Б.Глотов, С.МДудкин и др., 1985; И.В.Комиссаров, 1986; M.B.Sparrow, 1984; M.B.Feinstein, G.B.Zavoiko, S.P.Halenda, 1985; K.E.Kamm, J.R.Stull, 1989; A.P.Somlyo, 1992]. Установлено также, что в передаче сигнала от рецепторов к исполнительным механизмам клеток важное значение имеют фосфатидилинозитиды [Е.П.Феденко, Н. Г.Доман, 1983; И.В.Комиссаров, 1986; М.Б.Баскаков, В.Б.Студницкий, М.А.Медведев, Б.И.Ходоров, 1989, Б.С. Утешев, 1992; M.J.Berridge, R.F.Irvin, 1984; E.Suematsu, 1984; M.lino, 1987; A.P.Somlyo, A.V.Somlyo, M.Bond et all., 1987; A.P.Somlyo, J.V.Walker, 1988]. Одновременно, выявлено участие аденилатциклазного механизма

и в регуляции функций ионных каналов цитоплазматической мембраны [П.Г.Косткж, 1984; П.Г.Костюк, П.А.Дорошенко, Н.И.Кононеко, 1987; А.Н.Верхратский, 1992; L.Byerly, 198В; A.M.Brown, L. Bimbaumer,1990]. Вместе с тем, в настоящее время особое внимание привлекают катионы кальция. В частности обнаружено, что они контролируют ионную проницаемость и электрическую возбудимость цитоплазматической мембраны клеток, регулируют активность аденилатцикпазного и фосфоинозитольного сигнальных механизмов. Помимо этого кальций обеспечивает клеточную подвижность, деление клеток и другие стороны их жизнедеятельности. [Р.С.Орлов, В.Я.Изаков, А.Т.Кеткин и др., 1971; Б.И.Ходоров, 1975; П. Д.Брежестовский, 1980; М.Ф.Шуба 1977, 1978, 1981; К.Ю.Богданов, С.И.Захаров, Л.В.Розенштраух, 1983; В.Н.Данилова, 1985; В.В.Рекалов, В.М.Тараненко, М.Ф.Шуба, 1985; П.Г.Костюк, 1986; M.Dieter, 1985; G.Droogmans, B.Himpens, R.Casteels, 1985; S.Ebashi, 1985; S.L.Hu, Y.Yamamoto, C.Y.Kao, 1989,

A.P.Somlyo, 1982, 1987, 1988, 1989, 1992; C.Van Breemen, 1989; T.Yorio, L.W.Frazier, 1990; T.B.Bolton,' 1991]. Ионы кальция оказывают свое действие на указанные клеточные процессы как через кальцийрецептивные белки (кальмодулин, кальцийсвязывающий мозгоспецифичный белок S-100), так и путем непосредственного воздействия на клеточные ферменты, например, кальпаины, протеинкиназы [Р.Н.Глебов, Г.Н.Крыжановский, 1983; М.Б.Баскаков, И.В.Ковалев, М.А.Медведев, Н.П.Ларионов, 1984; В.Н.Данилова, 1985; В.В.Шерстнев,

B.П.Никитин, А.Л.Рылов, 1987; Л. И.Сологуб, И.С.Пашковская, 1988; Н.Б.Гусев, А.В.Воротников, 1991; H.P.Jones, 1985; L.Raeymaekers, L.R.Jones, 1986; J.T.Stull, M.N.Munnally, 1986; Walsh M.P.,1987}. Особенно важен для регуляции внутриклеточных процессов полифункциональный кальцийрецептивный белок -кальмодулин, который найден практически во всех живых клетках [Р.Н.Глебов Г.Н.Крыжановский, 1983; Н.П.Ларионов, 1984; J.F.Head, R.J.Birnbaum, 1980; H.R.Jones, 1985; S.B. Alberts, D.Bray, J.Lewis et all, 1987]. Оценивая имеющиеся данные, можно выдвинуть предположение, что кальциевые регуляторные механизмы клеток филогенетически являются наиболее древними, так как ионы кальция достаточно легко обмениваются через клеточные мембраны, активно влияют на их фосфолипиды и связываются с белками. Однако, несмотря на огромное значение сигнальных, в частности, кальцийзависимых механизмов в деятельности клеток, динамика их формирования в процессе созревания ГМК также не исследована. Например, не установлены онтогенетические закономерности изменения кальциевой проводимости мембраны, величина вклада ионов кальция в

электрогенез, механизмы спонтанной и вызванной активности. Не выяснена онтогенетическая динамика физиологической активности кальцийрецептивных белков, в частности кальмодулина. Неизвестна степень участия в регуляции клеточных функций на разных этапах онтогенеза, других сигнальных систем ГМК. Кроме этого, не изучены изменения физиологических свойств и механизмов деятельности ГМК в период старения. Это представляет чрезвычайный практический интерес, так как при старении наблюдаются нарушения моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта, двигательной активности мочевыводящей системы. Это возможно связано не только с инволюционными изменениями системных механизмов регуляции гладкомышечных органов, но и нарушением функций ГМК.

Целью данного исследования является изучение особенностей функций ГМК и закономерностей развития кальцийзависимых механизмов регуляции цитофизиологических процессов в постнатальном онтогенезе.

Для реализации указанной цели были определены задачи.

1. Изучить электрофизиологические и сократительные свойства ГМК в постнатальном онтогенезе.

2. Установить особенности проницаемости цитоплазматической мембраны для основных ионов и их роль в процессах электрогенеза и сокращений ГМК на этапах развития организма.

3. Определить чувствительность к физиологически активным веществам развивающихся, зрелых и стареющих гладкомышечных клеток.

4. Выяснить значение кальциевого и других сигнальных механизмов для функционирования гладкомышечных клеток в процессе их эволюции и инволюции.

Научная новизна работы. В настоящей работе впервые описаны электрофизиологические и сократительные свойства различных гладкомышечных клеток на этапах постнатального онтогенеза. В частности, установлено, что в ранний период развития ГМК величина мембранного потенциала (МП) ниже, чем у зрелых клеток и клеток стареющих животных. Параметры потенциалов действия (ПД) ГМК животных различных возрастных групп также отличаются. Продолжительность плато ПД ГМК мочеточников новорожденных морских свинок и белых крыс значительно больше, а частота спайков на нем меньше, чем у зрелых, особенно старых животных. Ниже частота генерации, но больше длительность спайковых ПД ГМК taenia coli новорожденных морских свинок. Особенности электрофизиологических свойств ГМК новорожденных животных являются

следствием своеобразия пассивной и активной проницаемости мембран этих ГМК для потенциапобразующих ионов, механизмов ее регуляции. Обнаружено, что проницаемость клеточной мембраны для ионов натрия от рождения к старению постепенно снижается. Выяснено, что в процессе развития и старения скорость базального Са-Са обмена через цитоплазматическую мембрану ГМК уменьшается. При этом в выведении ионов кальция из клеток на ранних этапах развития принимает участие не только Са-АТФаза, но и Ыа-Са обменный механизм. Роль ионов в механизмах генерации сложных ПД также изменяется. Возрастает значение ионов кальция и понижается натрия. Изменяются и функциональные свойства кальциевых каналов.

Материалы диссертации используются для чтения курса лекций по физиологии в Омской государственной медицинской академии, Омском аграрном университете, Омском педагогическом университете, Сибирской академии физической культуры. В процессе выполнения диссертации получено 9 удостоверений на рацпредложения.

Положения, выносимые на защиту:

1. В процессе постнатального онтогенеза наблюдаются значительные изменения функциональных свойств и механизмов деятельности гладкомышечных клеток, которые проявляются различиями параметров электрофизиологической и сократительной активности, ионной проницаемости клеточной мембраны, активного транспорта.

2. В неонатапьном периоде гладкомышечные клетки являются функционально незрелыми, так как не закончено формирование мембранных ионно-транспортных систем, рецепторного аппарата, механизмов сопряжения рецепторов с эффекторами.

3. Развитие механизмов электрогенеза, электромеханического сопряжения, сигнальных систем, рецепторного аппарата ГМК происходит гетерохронно.

4. В процессе старения наблюдаются инволюционные изменения механизмов деятельности гладкомышечных клеток, выражающиеся нарушениями процессов электрогенеза, ионного обмена.

Материалы диссертации доложены:

1. XIV съезде Всесоюзного физиологического общества им. И.П.Павлова, Баку,

1983.

2. VI Всесоюзной конференции по физиологии вегетативной нервной системы, Ереван, 1986.

3.1 съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока, Новосибирск, 1987.

4. Республиканской конференции "Проблемы нейрогуморальной регуляции физиологических функций висцеральных систем", Омск, 1991.

5. I Всероссийском съезде физиологов, Пущино, 1993.

6. Всероссийской конференции (с участием представителей стран СНГ) "Биоритмы пищеварительной системы и гомеостаз", Томск, 1994.

7. 2 съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока, Новосибирск, 1995.

8. Юбилейной научной сессии, посвященной 75-летию Омской государственной медицинской академии.

9. Заседаниях Омского отделения Всероссийского физиологического общества.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, разделов, посвященных методикам исследования, глав, в которых изложены полученные результаты, обсуждения результатов исследования, выводов, списка литературы. Диссертация изложена на 325 страницах машинописного текста, материалы работы проиллюстрированы 115 рисунками и 45 таблицами. Список литературы включает 180 отечественных и 262 зарубежных источника.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты выполнены на 423 морских свинках и белых крысах трех возрастных периодов - новорожденное^, зрелости и старения. Возраст новорожденных морских свинок составлял от 1 до 3 суток, белых крыс 8-10 суток, зрелых морских свинок 18-24 месяца, крыс 8-12 месяцев, старых морских свинок 36-42 месяца, крыс 28-32 месяца. Экспериментальные животные двух видов использовались с целью выяснения общих биологических закономерностей созревания и старения гладкомышечных клеток. В электрофизиологических экспериментах исследован 2151 гладкомышечный препарат, в радиоизотопных 569 препаратов.

Для изучения электрофизиологических свойств ГМК применялась методика двойного сахарозного мостика в собственной модификации, которая давала возможность плавно изменять ширину тестирующей секции, а также заменять сахарозные секции. Это требуется для изучения гладких мышц с различной величиной постоянной распространения электротона, например, гладких мышц новорожденных животных, размеры ГМК которых небольшие. Камера была выполнена из оргстекла. Температура в тестирующей секции поддерживалась на уровне 37-37,5 С с помощью теплообменника и термостата. Контроль за температурой осуществлялся электротермометром, датчик которого располагался в

тестирующей секции. Скорость протоков раствора Кребса и сахарозы в соответствующих секциях составляла 1,5 мл в мин. Между секцией с хлоридом калия и отводящей сахарозной секцией имелась резиновая перегородка с отверстием, соответствовавшим диаметру исследуемого препарата. Отведение потенциала осуществлялось неполяризующимися хлорсеребряными электродами, расположенными в секциях с протоками хлорида калия и Кребса. Регистрируемый потенциал с электродов подавался на усилитель биопотенциалов с симметричным входом. Данная схема усилителя использовалась потому, что обладает меньшей чувствительностью к сетевым наводкам и синфазным помехам. Входное сопротивление усилителя находилось в пределах 10 ом, входной ток 10 мкА. Сигнал с выхода усилителя подавался на осциллограф С1 - 74, а также спаренный с ним осциллограф С1 - 69, который имел фотонасадку и устройство индикации кадров. С осциллографа сигнал через делитель напряжения шел на самопишущий потенциометр КСП - 4.

Регистрация сокращений осуществлялась механотроном 6МХ2Б, имеющим высокую чувствительность к силам и перемещениям. С механотрона сигнал поступал на второй канал осциллографов и второй потенциометр КСП-4. Кроме этого, имелось устройство создания калиброванного натяжения препарата с помощью микровинта.

Для электрического раздражения поляризующий ток с выхода изолирующего блока электростимулятора ЭСУ-1 и через сопротивление фиксации тока подавался на раздражающие хлорсеребряные электроды, размещенные в тестирующей и раздражающей секциях.

В опытах использовался раствор Кребса следующего состава: NaCI - 133 мМ/Л; NaHC03 -16,3 мМ/Л; KCL - 5,0 мМ/Л; NaH2P04 - 1,38 мМ/Л; CaCI2 - 2,8 мМ/Л; MgCI2 - 0,1 мМ/Л; глюкоза - 7,38 мМ/Л. В бескальциевом и бескалиевом растворах CaCI2 и KCl замещались изоосмотическим количеством хлорида натрия, при этом в бескальциевый раствор добавлялся 1,0 мМ ЭГТА. Безнатриевый раствор готовился путем замещения NaCL холинхлоридом. Гиперкалиевый раствор имел следующий состав: KCL - 0-125 мМ/ Л; CaCI2 - 5 мМ/Л; MgCI2 - 1,2 мМ/Л; глюкозы -11,5 мМ/Л; Hepes - 16,6 мМ/. Гиперкальциевые растворы готовились на основе раствора Рингера-Локка содержавшего: NaCI -154 мМ/Л; NaHC03 - 1,8 мМ/Л; CaCI2 -8,4 мМ/Л; KCI-5,6 мМ/Л; глюкозы - 5,6 мМ/ Л. Основой изотонического раствора сахарозы являлась деионизированная вода. В ней растворялось 108, 8 г/Л сахарозы.

Исследование обмена ионов кальция проводилось с использованием "лантанового метода". В процессе проведения опытов у животных извлекался и вскрывался желудок. Из него удалялось содержимое. Затем в растворе Кребса с температурой 20° С отделялась слизистая оболочка. После этого из гладких мышц готовились препараты одинаковой массы. Масса препаратов, полученных из гладких мышц желудка взрослых и старых крыс, составляла 100-150 мг, новорожденных крысят - 40 - 60 мг. Препараты помещались в нормальный или модифицированный раствор Кребса, содержавший необходимые .тестируемые вещества и 1,64 мкКю/мл изотопа Са45. В нем они экспонировались требуемое время. После экспозиции гладкие мышцы переносились в специальный бескальциевый раствор Кребса следующего состава: №С1 - 133 мМ/Л; КС1 - 5.0 мМ/Л; МдС12 - 0,1 мМ/Л; глюкоза - 7,8 мМ/Л; Трис-буфера 4 мМ/Л; 1_аС13 - 10 мМ/Л. В этом растворе препараты выдерживались 50 - 60 минут. После этого они высушивались фильтровальной бумагой и фиксировались в жидком азоте. Приготовленные навески измельчались в фарфоровой ступке с жидким азотом и помещались для растворения во флаконы, содержавшие 0,4 мл перекиси водорода, а также 0,4 мл хлорной кислоты. Флаконы выдерживались на водяной бане до полного растворения препаратов. В последующем во флаконы добавлялось 2 мл Трис-буфера и 10 мл сцинтиллятора Брея. После проведения вышеперечисленных операций, флаконы укладывались в счетную камеру установки "Бета - 2", где определялась активность экспериментальных проб, чистого сцинтиллятора и сцинтиллятора с растворителем. Производился подсчет ДРМ и удельной активности гладких мышц по количеству бета-распадов в минуту"1 на грамм"1. Следует отметить, что выход Са45 из ГМК определялся путем их экспонирования в растворе Кребса, содержавшем 0,5 мМ/Л СаСЬ и 2 мМ/Л ЭГТА, после их предварительной 30 минутной инкубации в растворе Кребса с Са45.

Для изучения механизмов электрогенеза, сокращений, ионного обмена, внутриклеточной сигнализации применялись блокаторы кальциевых каналов - ионы никеля и кадмия, калиевых - тетраэтиламмоний, натриевых - лидокаин, активаторы аденилатциклазного механизма - фторид натрия и кавинтон, вещества, влияющие на содержание цитоллазматического кальция - кофеин, гепарин, ванадат натрия, нейромедиаторы. Их концентрации и способы применения описаны в соответствующих разделах результатов собственных исследований.

Использовались реактивы и тестирующие агенты фирм "Реахим", "Реанал", "Лек", "Сандоз", "Фармахим".

Статистическая обработка экспериментального материала производилась методами вариационной статистики. Достоверность различий оценивалась no Т критерию Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИИ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Мембранный потенциал (МП) ГМК мочеточника зрелых морских свинок, измеренный путем их деполяризации сульфатом калия в среднем составлял 38,3 ±

8.2 мВ. Вызванные ПД имели форму плато с осцилляциями спайкового характера на нем. При средней силе тока (0,4 - 0,5 мкА) они имели следующие параметры: амплитуда - 23,5 ± 4,1 мВ, продолжительность плато - 730 ± 57 мсек., частота осцилляции - 10,5 + 0,8 Гц, их величина - 6,2 +1,3 мВ. В результате генерации ПД возникали фазные сокращения силой 54 ± 8 мкН, продолжительностью 3,6 + 0,7 сек. Гладкомышечные клетки taenia coli имели МП величиной 35,7 ± 5, 8 мВ. Большинство препаратов обладали спонтанной активностью, в виде медленных волн и спайковых ПД на их гребне. Амплитуда МВ составляла 12,8.± 3,4 мВ, продолжительность - 5,8 + 1,5 мин., частота ПД -1,3 ± 0,4 Гц, их амплитуда 7,4 ± 0,6 мВ. Генерация спайков сопровождалась тоническими сокращениями силой 1230 ± 147 мкН.

Мембранный потенциал ГМК мочеточника белых крыс в среднем был равен 36,4 +. 8,5 мВ. В 25-30% случаев они обладали спонтанной электрической и сократительной активностью. Она проявлялась генерацией ПД через каждые 30-90 сек.. Спонтанные и вызванные потенциалы действия имели своеобразную форму и состояли из плато и 2-3 спайковых потенциалов на нем. При этом спайки имели заметно большую продолжительность, чем в ГМК мочеточника морских свинок. Величина ПД в среднем составляла 17,8 ± 3,2 мВ, продолжительность плато - 430 ± 65 мсек., амплитуда спайков - 3,9 ± 0,8 мВ. Одновременно с ПД возникали фазные сокращения силой 37 ±12 мкН.

Мембранный потенциал ГМК мочеточника новорожденных морских свинок в среднем составлял 29,3 ± 6,4 мВ. Спонтанной электрической и сократительной активности не наблюдалось. Вызванные ПД, как и в зрелых ГМК, имели плато с осцилляциями спайкового характера. Они формировались лишь при действии деполяризующего тока силой более 0,4 - 0,5 мкА. Амплитуда ПД равнялась 14,2 +

5.3 мВ, а продолжительность плато - 1450 + 230 мсек. На плато генерировалось

обычно всего 2-4 спайка (частота 2,3 ± 0,4 Гц), величиной 3,6 ± 0,8 мВ. Следствием генерации ПД являлись фазные сокращения силой 21 ± 4 мкН и длительностью 5,4 ± 0,8 сек. Потенциалы действия всегда сопровождались длительной (5 - 10 сек) следовой деполяризацией.

Гладкомышечные клетки taenia coli в этот период имели МП величиной 24,8 ± 4,4 мВ. Спонтанной активностью обладали лишь около15 - 20% препаратов. Она имела 2 разновидности: достаточно редких препотенциалов со спайками и низкоамплитудных (6,3 ± 0,9 мВ) непродолжительных (1,4 ± 0,3 мин.) медленных волн с небольшим количеством спайков на гребне. Частота их генерации в среднем была равна 0,6 ± ,2 Гц, а амплитуда 4,1 ± 0,5 мВ. Одновременно с медленными волнами и ПД, формировались тонические сокращения силой 78 ± 12 мкН. Деполяризующий ток вызывал лишь незначительное повышение частоты спонтанных ПД. При отсутствии спонтанной электрической активности деполяризующий ток силой 0,8-0,9 мкА инициировал генерацию ПД на катэлектротонах (КЭТ), величиной 4,5 ± 0,7 мВ и частотой 0,7 ± 0,1 Гц, а также появление сократительных реакций силой 32 ± 9 мкН. Следует отметить, что спонтанные и вызванные спайки имели большую продолжительность из-за достаточно длительной фазы реполяризации. Мембранный потенциал ГМК мочеточника крысят в среднем составлял 23,8 ± 3,9 мВ. Все препараты не обладали способностью к генерации спонтанных ПД. Вызванные деполяризующим током 0,80,9 мкА ПД имели плато с 1 спайковым потенциалом. Величина ПД равнялась 11,4 ± 1,8 мВ, продолжительность его плато 640 ± 84 мсек., амплитуда спайка 3, 2 ± 0,6 мВ. Одновременно с ПД формировались сокращения силой 11+3 мкН.

Мембранный потенциал ГМК мочеточника старых морских свинок в среднем составлял 42,3 ± 7,4 мВ. Спонтанная электрическая активность не регистрировалась. Вызванные ПД имели обычную форму плато с осцилляциями. Их параметры были следующими: амплитуда - 28,2 ± 6,4 мВ, продолжительность плато - 940 ± 86 мсек., частота осцилляций на плато -12,3 + 2,4 Гц, их величина - 7,1 ±1,4 мВ. Сила фазных сокращений, сопровождавших генерацию ПД, была в среднем равна 82 ± 12 мкН, продолжительность - 7,4 ±1,4 сек.

Гладкомышечные клетки taenia coli в этом возрасте имели МП величиной 37,2 6,8 мВ. Амплитуда МВ составляла 10,1 ± 3,6 мВ, продолжительность-7,4 ±1,2 мин..частота спайков на гребне МВ-1,1 ± 0,2 Гц, их величина- 9,3 ±1,9 мВ.

Параллельно медленным волнам со спайками формировались тонические сокращения силой 1520 ±186 мкН, продолжительность которых соответствовала длительности периода генерации спайков.

Мембранный потенциал ГМК мочеточника старых белых крыс в среднем был равен 36,2 ± 7,7 мВ. Они, как и вызванные ПД имели форму плато с 2-4 спайковыми колебаниями, у которых была достаточно низкая скорость реполяризации. Амплитуда ПД составляла 14,1 ± 4,3 мВ, длительность плато - 610 ± 58 мсек., величина спайков -6,2 ± 1,3 мВ. Сопутствующие фазные сокращения имели силу 67 ± 14 мкН.

Результаты проведенных исследований показывают, что в процессе постнатапьного онтогенеза происходят значительные изменения элек -трофизиологических и сократительных свойств ГМК. В частности, мембранный потенциал ГМК у новорожденных животных ниже, чем зрелых, а у старых несколько выше. Параметры ПД всех исследованных ГМК имеют заметные возрастные отличия. Так, например, амплитуда ПД ГМК мочеточников новорожденных животных была меньше, чем у зрелых или старых, а продолжительность плато больше. Одновременно частота генерации спайковых потенциалов на плато ПД мочеточников новорожденных морских свинок и крыс была значительно меньше, как и количество спайков на КЭТ ГМК taenia coli. Продолжительность плато ПД ГМК мочеточников животных в период старения также была несколько больше, чем у зрелых. Однако в этом случае частота генерации спайков на плато была такой же, как в ГМК зрелых животных. Параметры спайковых ПД ГМК taenia coli в период старения не имели существенных отличий от таковых у зрелых свинок. Можно лишь отметить пониженную скорость фазы реполяризации.

С целью исследования роли ионов натрия в механизмах элекгрогенеза использовался безнатриевый раствор Кребса, 8 котором хлорид натрия заменялся холинхлоридом. В безнатриевом растворе Кребса наблюдались гиперполяризация и увеличение сопротивления мембраны ГМК животных всех возрастных периодов. Однако в наибольшей степени МП и сопротивление мембраны возрастали в ГМК новорожденных животных и относительно меньше у животных в период старения. В частности, величина деполяризации ГМК мочеточника зрелых морских свинок составляла 3,4 ± 0,8 мВ, сопротивление мембраны-128 ± 5% исходного (р<0,05), крыс соответственно - 2,1 ± 0,4 мВ и 131 + 8% (р<0,05),taenia coli-3,7 ± 1,1мВ и 130 ± 7% (р < 0,05). У новорожденных эти показатели соответственно равнялись - 6,7 ±

0,8 мВ и 133 ± 8% (р<0,05); 5,2 ± 0,6 мВ и 139 ± 9% (р <0,05); 7,8 ± 1,3 мВ и 145 ± 11% (р<0,05). В период старения МП ГМК мочеточника морских свинок уменьшался на 2,5 ± 0,8 мВ, сопротивление мембраны возрастало до 112 ± 4% (р<0,05), мочеточника крыс - 2,9 ± 1,1 мВ и 120 ± 7% (р<0,05), taenia coli-3,2 ± 1,3 мВ и 121 ± 6% (р < 0,05). Однако, с 15-20 минуты начиналось восстановление МП ГМК зрелых и старых животных. У новорожденных на 15-20 минутах всегда развивалась заметная последующая деполяризация ГМК. Данные изменения МП сопровождались временной спонтанной активностью. При этом плато ПД мочеточников исчезало и на КЭТ генерировались лишь спайковые потенциалы, амплитуда которых постепенно возрастала. Вместе с этим, увеличивалась сила и длительность сократительных ответов ГМК. Характерная для ГМК taenia coli зрелых и старых морских свинок спонтанная активность приобретала другой вид. Через 5-15 минут генерация медленных волн прекращалась, а спайков усиливалась. Повышался тонус препаратов.

Установлено, что в мембране ГМК сосудов, тонкого кишечника, матки имеются потенциалзависимые натриевые каналы [С.В.Смирнова, М.Ф. Шуба, 1989; C.Y.Kao, J.R.McCullough, 1975; M.Sturek, К.Hermsmeyer, 1986]. Поэтому для их блокирования был использован лидокаин, который тормозит процесс реактивации быстрых натриевых каналов в нейронах, быстрых и медленных каналов кардиомиоцитов (Б.И.Ходоров,1980; M.D. Payet, 1982; B.P.Bean, C.G.Cohen, R.W.Tsien, 1983; L.M.Hondeghem, B.G.Katzung, 1988; N.Sperelakis, 1988).

Лидокаин (Ю-4 M), воздействуя на все ГМК не изменял величины их МП и незначительно повышал сопротивление мембраны. Одновременно он уменьшал величину и длительность плато ПД мочеточника морских свинок и крыс. На фоне лидокаина несколько снижалась амплитуда медленных волн ГМК taenia coli. Однако при этом происходило усиление спонтанной и вызванной спайковой активности, а также сопутствующих сокращений.

Таким образом, в безнатриевом растворе больше всего возрастал МП ГМК новорожденных животных. При этом у них значительнее повышалось сопротивление мембраны. Учитывая, что проницаемость мембраны всех ГМК для ионов натрия выше, чем других возбудимых клеток, они заметно уменьшают величину МП [Y.Abe, 1970; С.Као, 1975; H.Kuriyama, 1970; J. Setekleiv, 1970]. Поэтому более выраженное увеличение МП и сопротивления мембраны ГМК новорожденных в безнатриевом растворе свидетельствует о большей ее

проводимости для ионов натрия в состоянии покоя. Возникновение последующей деполяризации незрелых ГМК мы полагаем обусловлено снижением активности натрий-калиевого насоса. При этом его вклад в МП больше проявляется в безнатриевой среде в связи со значительным ростом сопротивления мембраны ГМК в этих условиях. Благодаря этому, снижается ее шунтирующее влияние на насосный ток. Вместе с тем, причиной этой деполяризации может быть снижение калиевой проводимости мембраны [R.Casteels, 1974; T.Tomita, Y.Sakamoto, 1977; J.F.Heidlage, A.W.Jones, 1981; M.B.A.Djamgoz, 1984]. Следует также отметить сравнительно небольшую степень гиперполяризации и увеличения сопротивления мембраны старых животных. Причиной этого скорее всего является прогрессирующее снижение с возрастом натриевой проводимости мембраны ГМК. При отсутствии ионов натрия во внеклеточном пространстве претерпевали заметное изменение процессы генерации ПД. По нашему мнению, эти изменения конфигурации ПД ГМК мочеточников связаны с неодинаковым вкладом ионов натрия и кальция в их формирование в разные возрастные периоды. У новорожденных большее значение для возникновения плато имеют ионы натрия. В более позднем возрасте повышается роль ионов кальция.

На фоне лидокаина МП всех исследованных ГМК оставался на прежнем уровне. Однако сопротивление мембраны возрастало, причем более значительно у новорожденных животных. Это косвенно может свидетельствовать об уменьшении ее проводимости для натрия в состоянии покоя. Изменялся характер электрической активности гладкомышечных клеток. В частности, уменьшались амплитуда и продолжительность плато ПД мочеточников морских свинок и белых крыс. При этом в большей мере лидокаин влиял на плато ПД ГМК новорожденных животных и меньше на плато ПД старых. В этом случае количество спайков на плато ГМК новорожденных несколько возрастало. Мы полагаем, что уменьшение длитепьности и величины плато ПД на фоне лидокаина объясняется снижением натриевого входящего тока, который поступает по каналам ответственным за егс формирование, что является следствием задержки деактивации натриевых каналов.

Таким образом, плато имеет двойную ионную природу, т.е. формируется зг счет входа ионов натрия и кальция. Большая выраженность влияния лидокаина нг ГМК мочеточников новорожденных животных связана с более значительной рольк натрия в генезе плато ПД. Слабое его воздействие на параметры плато ПД ГМЬ животных в период старения свидетельствует об относительно меньшем значена в этом процессе. Лидокаин оказывал незначительное влияние на ГМК taenia coli

Следовательно, вклад ионов натрия в процессы генерации спайковых ПД ГМК taenia coli не велик. На основании вышеизложенного можно заключить, что плотность натриевых каналов в мембране ГМК новорожденных животных больше. С возрастом их количество в цитоплазматической мембране уменьшается. В то же время, нельзя исключить возможности низкой селективности каналов входящего тока ГМК новорожденных животных. По таким малоселективным каналам могут входить в цитоплазму ГМК как ионы кальция, так и ионы натрия. В этом случае натриевый ток будет превышать кальциевый из-за более высокой концентрации ионов натрия во внеклеточной среде.

Роль ионов калия в электрогенезе ГМК исследовалась с помощью бескалиевого, гиперкалиевых растворов Кребса и тетраэтиламмония (ТЭА), который блокирует каналы калиевого выходящего тока. Воздействие бескалиевого раствора Кребса на ГМК сопровождалось деполяризацией и увеличением сопротивления клеточной мембраны. Снижение МП и повышение сопротивления были более выраженными в ГМК новорожденных животных. Причем развивались они значительно быстрее (4-7 мин.). Деполяризация мембраны ГМК мочеточника зрелых морских свинок была равна 2,5 ± 0,3 мВ, ее сопротивление - 110 ± 4% (р<0,05) исходного; крыс соответственно 2,3 ± 0,3 мВ и 112 ± 3% (р<0,05); taenia coli-3,6 ± 0,5 мВ и 115 ± 5% (р < 0,05). У новорожденных соответственно- 2,9 ± 0,6 мВ и 121 ± 5% (р<0,05); 3,1 ± 0,5 мВ и 120 ± 5% (р<0,05); 3,5 ± 0,7 мВ и 126 ± 6% (р<0,05). В период старения МП ГМК мочеточника морских свинок уменьшался на 1,9 ± 0,3 мВ, сопротивление мембраны возрастало до 106 ± 2% (р<0,05), мочеточника крыс соответственно - 2,0 ± 0,2 мВ и 107 ± 3% (р<0,05); taenia coli -2,5 ± 0,4 мВ и 110 ± 4% (р < 0,05). В первые минуты активизировалась спонтанная и вызванная спайковая активность ГМК taenia coli. Увеличивались частота и амплитуда спайков на медленных волнах и плато КЭТ. В результате этого возрастала сила тонических сокращений препаратов taenia coli. Частота, величина спайков на плато ПД, продолжительность самого плато мочеточников зрелых морских свинок и белых крыс несколько возрастали. В результате усиливались фазные сокращения мочеточников. Однако у ГМК зрелых и старых животных уже с 15 - 20 минут начиналось уменьшение частоты и амплитуды спайков ГМК taenia coli, а также частоты и величины спайков на плато ПД мочеточников. Снижалась и продолжительность плато. Сила сократительных ответов также начинала падать. Постепенно исчезали медленные волны и спонтанные ПД ГМК

taenia coli. Действуя на ГМК новорожденных животных, бескалиевый раствор приводил к быстрому угнетению спонтанных, вызванных ПД, сокращений. После окончания действия бескалиевого раствора наблюдалось медленное восстановление МП, а также вызванной электрической и сократительной активности ГМК. Через 50 - 60 минут воздействия бескалиевого раствора на ГМК новорожденных их электрическая и сократительная активность не восстанавливалась. Деполяризация мембраны ГМК была более значительной у новорожденных животных и меньшей в период старения. В большей степени возрастало сопротивление мембраны. Как известно, деполяризация в отсутствии ионов калия является следствием снижения активности электрогенного натрий-калиевого насоса [R.Casteels, G.Droogmans, H.Hendrickx, 1971; T.Tomita, T.Yamamoto, 1971; P.J.Goodford, 1976; J.F.Heidlage, A.W.Jones, 1981]. На основании литературных данных и материалов собственных исследований можно заключить, что натрий-калиевый насос более интенсивно функционирует в мембране ГМК новорожденных животных. Это подтверждается и более быстрым развитием деполяризации их мембраны. Данный механизм имеет важное функциональное значение, так как повышенная пассивная проницаемость мембраны незрелых ГМК для ионов натрия, а также их большая роль в генезе ПД требует увеличенной скорости их трансмембранного противоградиентного переноса. Достаточно умеренный вклад Na/K-АТФэзы в величину МП объясняется более низким сопротивлением самой клеточной мембраны, а также относительно малой величиной сопротивления включенного в цепь насоса.

Под влиянием ТЭА (5 мМ/П) возникала деполяризация всех ГМК. Одновременно возрастало сопротивление их мембраны (табл.1). Изменялся характер спонтанной и вызванной электрической активности. В частности, возрастала амплитуда ПД ГМК. Увеличивалась продолжительность плато ПД и число спайков на нем. Благодаря этим изменениям ПД, сила сокращений повышалась. При этом следует отметить, что величина деполяризации и сопротивления мембраны ГМК новорожденных животных были более значительными. Продолжительность плато ПД мочеточников повышалась в меньшей степени, хотя количество спайков на нем и на КЭТ ГМК taenia coli возрастало в 2,5 - 4 раза (р<0,05). Амплитуда ПД ГМК в период старения увеличивалась незначительно (в 1,1-1,3 раза, р>0, 05), но резко ( в 2 - 3 раза , р<0,05 ) удлинялось плато ПД.

Таблица 1

Электрофизиологические свойства ГМК на фоне ТЭА

Величина Сопротивление Амплитуда

№ ГМК деполяризации мембраны ПД

(мВ) в % к исх. (мВ)

M ± m M ± m M ± m

Зрелые

1. мочеточник морских свинок 3,8 ± 0,5 119 + 5 31,3+ 6,6

2. taenia coli морских свинок 3,2 ± 0,8 114 ± 4 11,5 ± 3,1

3. мочеточник белых крыс 2,9 ± 0,4 117 + 6 26,6 + 4,7

Новорожденные

1. мочеточник морских свинок 5,9 ± 1,0 125 + 7 21,2 ±4,2

2. taenia coli морских свинок 4.3 ± 0,4 120 + 4 6,7 ± 1,5

3. мочеточник белых крыс 6,4 + 0,7 128 ±6 16,9 + 5,6

Период старения

1. мочеточник морских свинок 3,3 + 0,9 112 + 4 32,8 ± 5,7

2. taenia coli морских свинок 2,4 ± 0,3 109 ±3 10,8 ± 2,9

3. мочеточник белых крыс 2,7 + 0,4 114 ± 5 20,4 + 3,5

Усиление электрической активности ГМК в виде увеличения амплитуды ПД, частоты спайков, удлинения плато ПД мочеточников, несомненно, обусловлено ростом входящего кальциевого и уменьшением выходящего калиевого токов [В.А.Бурый, Н.Г.Кочемасова, 1972; H.lnomata, C.Y.Kao, 1976; V.A.Bury, 1977; T.Suzuki, H.lnomata,1977; M.S.Kannan, L.P. Jager, E.E.Daniel, 1983]. В данном случае

необходимо отметить некоторые возрастные отличия эффектов ТЭА. В частности на фоне ТЭА более значительно снижался МП и повышалось сопротивлени мембраны ГМК новорожденных животных, в особенности для выходящего токе Одновременно увеличивалось количество спайков на плато ПД мочеточников КЭТ ГМК taenia coli. Это может быть результатом блокирования ТЭ/ кальцийзависимых калиевых каналов. Малая частота генерации спайков на плат ПД ГМК мочеточников новорожденных морских свинок, крыс и КЭТ ГМК taenia со является следствием ранней активации каналов калиевого выходящего тока. В это! случае слабое влияние ТЭА на продолжительность плато ПД мочеточнико указывает на преобладание натриевого компонента входящего тока. В результат! чего задерживается активация кальцийзависимых калиевых каналов.

Значение ионов кальция в формировании МП .генерации ПД сократительны реакций ГМК изучалось нами методом замещения хлорида кальци: изоосмотическим количеством хлорида натрия, с добавлением 1 мМ ЭГТА, путег использования гиперкальциевого раствора, а также блокаторов различных типо! кальциевых каналов цитоплазматической мембраны.

В бескальциевом растворе происходила деполяризация ГМК, снижалоа сопротивление мембраны. Например, величина деполяризации ГМК мочеточник; зрелых морских свинок составляла 4,7 ± 1,3 мВ, сопротивление мембраны 78 ± 5°/ исходного (р<0,05); крыс соответственно - 5,9 ± 1,7 мВ и 64 ± 6% (р<0,05); taenii coli-8,4 ±. 2,1 мВ и 52 ± 7% (р < 0,05), у новорожденных соответственно-5,8 ± 1,6 мЕ и 64 ± 6% (р<0,05); 6,6 ± 1,5 мВ и 52 ± 4% (р<0,05); 7,1 ± 2,3 мВ и 58 ± 5% (р<0,05). i период старения МП ГМК мочеточника морских свинок уменьшался на 3,4+0,5 мВ сопротивление мембраны снижалось до 81±4% (р<0,05), мочеточника крьп соответственно - 4,1 ± 0,7 мВ и 75 + 7% (р<0,05); taenia co!i-5,6 ± 1,2 мВ и 78 ± 6°/ (р< 0,05). Постепенно уменьшались количество спайков на плато П/ мочеточников, амплитуда, продолжительность самого плато, частота спайков на Ш и КЭТ ГМК taenia coli. В отличие от ГМК зрелых и старых животных, клети новорожденных быстро деполяризовались. При этом величина возникающее деполяризации была больше, значительнее понижалось сопротивление мембраны Спайки на плато ПД мочеточников исчезали на 2-4 минутах, однако амплитуда i продолжительность плато ПД уменьшались всего на 20-30% (р<0,05). Чере: короткое время (4-7 мин.) угнетались сократительные реакции ГМК н;

деполяризующий ток. Спонтанная и вызванная активность ГМК taenia coli в этих условиях подавлялась на 4-8 минутах.

У старых животных деполяризация и параллельное повышение проводимости мембраны ГМК нарастали медленно. Изменения этих показателей достигали своих максимальных значений к 9-16 минутам экспозиции.

Деполяризация и уменьшение сопротивления мембраны всех ГМК в бескальциевом растворе обусловлены возрастанием натриевой проницаемости мембраны [П.Г.Богач, В.К.Рыбальченко, 1969; Н.А.Каплуненко, В.К.Рыбальченко, 1978; Н. Kuriyama, 1970]. Относительно исходной величины МП максимальная деполяризация мембраны ГМК наблюдалась у новорожденных животных, наименьшая у старых. Сопротивление мембраны ГМК снижалось также в большей мере у новорожденных. Исходя из приведенных выше литературных данных, а также результатов собственных экспериментов можно заключить, что роль ионов кальция в регуляции проницаемости цитоплазматической мембраны незрелых ГМК наиболее велика. Это связано с тем, что она имеет относительно высокую пассивную проводимость для натрия. Поэтому удаление ионов кальция способствует значительному увеличению натриевой проводимости. Угнетение электрической и сократительной активности всех ГМК в отсутствии ионов кальция, несомненно, указывает на их ведущую роль в этих процессах.

Под влиянием гиперкальциевого раствора возникала гиперполяризаия ГМК мочеточников зрелых животных. Одновременно с этим возрастали сопротивление мембраны клеток, амплитуда ПД, частота генерации спайков на плато ПД (табл.2). В ряде случаев становилась больше длительность плато-фазы ПД ГМК мочеточников белых крыс. Подобным же образом действовал гиперкальциевый раствор на ГМК taenia coli. Он вызывал гиперполяризацию, снижение проводимости мембраны ГМК, уменьшение амплитуды MB, повышение частоты и величины спайкоз. Вместе с тем, происходило увеличение силы сопутствующих сокращений.

У новорожденных животных гиперполяризация мембраны всех ГМК была более значительной, чем ГМК зрелых. Параллельно гиперполяризации больше возрастало ее сопротивление. Увеличивались амплитуда ПД и сила сокращений ГМК мочеточника. В то же время, частота спайков на плато и его длительность не изменялись. В периоде старения при действии гиперкальциевого раствора МП, сопротивление клеточной мембраны, амплитуда ПД, частота спайков на плато ПД мочеточников и КЭТ taenia coli, длительность самого плато повышались незначительно (табл.2). Гиперполяризация и рост сопротивления мембраны ГМК в

гиперкальциевом растворе связаны со снижением натриевой проводимости. При этом более значительными они были у новорожденных животных, что обусловлено особенностями пассивной проницаемости мембраны. Увеличение частоты и амплитуды спайков ГМК taenia coli и величины ПД мочеточников объясняется повышением кальциевого тока, входящего в период генерации ПД. Меньшая выраженность возбуждающих эффектов гиперкальциевого раствора при действии на ГМК новорожденных может быть обусловлена более быстрой инактивацией кальциевых и активацией калиевых каналов выходящего тока [П.Г.Костюк, 1976; R.Casteels, 1970; A.Brading, 1973; G.Droogmans 1985].

Поступление ионов кальция в ГМК при возбуждении, осуществляется по кальциевым каналам двух типов: Т и L [Н.М.Солдатов, С.М.Дудкин, 1988; А.И.Вислобоков, А.Г.Копылов, В.Г.Бовтющенко В.Г., 1995; J.D.Huizinga, L.Farraway, A.Den Hertog, 1991]. Поэтому нами исследовано влияние специфических блокаторов известных кальциевых каналов на электрогенез и сокращения различных ГМК. В качестве блокаторов Т-кальциевых каналов использовались ионы никеля, L-каналов - ионы кадмия, так как известно, что L-каналы нечувствительны к ионам никеля, а Т- к ионам кадмия [Н.М.Солдатов, С.М.Дудкин, 1988; А.Н.Верхратский, 1992; А.И.Вислобоков, А.Г.Копылов, В.Г.Бовтющенко, 1995; ВЛ.Козловский 1995; L.Byerly, S.Hagiwara, 1987; K.Dunlap, S. G. Rane, G.G.Holz, 1988; A.P.Fox, 1988].

На фоне действия ионов никеля (10 10"4 М ) МП ГМК зрелых и старых животных не изменялся. Однако в большей части случаев, при максимальной концентрации увеличивалось сопротивление мембраны. Уже в дозе 10'6 М никель уменьшал частоту и амплитуду спайков на плато ПД мочеточника зрелых морских свинок и крыс, а также продолжительность самого плато. Вместе с этим снижалась сила фазных сокращений. При повышении содержания никеля в растворе Кребса доЮ"5 М изменения электрической и сократительной активности усиливались, при концентрации 10"4 М наступало полное угнетение ПД. Дозозависимо угнетались сокращения ГМК. При действии ионов никеля (10~6 М) на ГМК taenia coli наблюдалось небольшое уменьшение частоты спонтанных ПД. При содержании 10'5 М торможение спонтанной и вызванной спайковой активности становилось более выраженным. При дозе 10"4 спайки и сокращения ГМК taenia coli угнетались. Действуя на ГМК мочеточника новорожденных морских свинок, ионы никеля в концентрации 10"6 М уменьшали частоту и амплитуду спайков на плато, не влияя на величину и длительность самого плато. Сила сократительных реакций ГМК при этом

Таблица 2

Электрофизиологические свойства ГМК в растворе Рингера-Локка с повышенной концентрацией кальция

Величина Сопротивление Амплитуда

№ ГМК гиперполяризации мембраны ПД

(мВ) в % к иск. (мВ)

М + m М ± m М ± m

Зрелые

1. мочеточник морских свинок 2,1 ±0,4 108 ± 2 26,4 ± 4,1

2. taenia coli морских свинок 3,8 + 0,5 121 + 5 7,5+1,0

3. мочеточник белых крыс 2,5 + 0,6 111 ± 3 14,3 ± 2,2

Новорожденные

1. мочеточник морских свинок 3,2 ±1,2 115 + 4 19,3 + 3,8

2. taenia coli морских свинок 4.! ±1,5 126 ±7 5,8 ± 1,9

3. мочеточник белых крыс 3,5+ 1,0 120 ±5 18,2 + 3,1

Период старения

1. мочеточник морских свинок 1,4 ±0,3 105 + 2 31,4 ±5,4

2. taenia coli морских свинок 2,7 + 0,5 112 ±4 11,3 ± 2,8

3. мочеточник белых крыс 1,9 + 0,4 108 + 3 17,1 +3,6

не снижалась. Понижалась и величина спайка ПД мочеточника белых крыс, плато ПД и сокращения не изменялись. При повышении содержания ионов никеля в растворе Кребса до 10'5 М количество и амплитуда спайков на плато ПД мочеточника морских свинок, а также величина спайка на плато ПД ГМК

мочеточника крысят еще больше уменьшались. При дозе 10"4 М на плато ПД мочеточников генерировался 1 спайковый потенциал небольшой величины. В этих условиях плато,-' мочеточников уменьшалось на 30-50% (р<0,05). Сила сопутствующих сокращений также становилась меньше. Действуя на ГМК taenia coli, ионы никеля в концентрации 106 М практически не оказывали влияния на спонтанную и вызванную спайковую активность и сокращения. Однако при повышении содержания никеля до 10'5 М уменьшались амплитуда, частота ПД и сила сокращений. При концентрации никеля 10"4 М спонтанные спайки исчезали. Деполяризующий ток силой выше средней вызывал появление на КЭТ 1 - 2 спайков небольшой величины с низкой скоростью реполяриазции, сопровождавшихся слабыми сокращениями.

На фоне ионов кадмия (10"6 М) элекгрофизиологические и сократительные реакции ГМК мочеточников зрелых и старых животных практически не изменялись. При увеличении концентрации до 10"5 М происходило постепенное понижение частоты спайков на плато ПД. В частности, на 10 минуте частота генерации спайков на плато ПД ГМК мочеточника морских свинок снижалась в 1,5 - 2 раза (р<0,05), на плато ПД мочеточника крыс генерировался всего 1 спайк. Соответственно уменьшалась и амплитуда сокращений. При повышении содержания кадмия в растворе Кребса до 10"4 М генерация спайков на плато ПД мочеточников прекращалась, значительно уменьшалась длительность и величина плато ГМК мочеточников. Эти изменения электрической активности сопровождались торможением сократительных ответов. Действуя на ГМК taenia coli, ионы кадмия в концентрации 10"6 - 10"5 М вызывали прогрессирующее уменьшение частоты и амплитуды спайков на вершине медленных волн. При дозе 10"4 М спонтанная спайковая активность ГМК taenia coli прекращалась. Одновременно несколько снижалась и амплитуда MB. Сопутствующие сокращения также подавлялись. Однако при достаточно большой силе деполяризующего тока на плато КЭТ генерировались единичные вызванные ПД, способствовавшие возникновению небольших непродолжительных сократительных реакций. Следует также отметить, что ионы кадмия в концентрациях 10~5 - 10'" М повышали проводимость клеточной мембраны всех ГМК на 15-30% (Р<0,05), но МП не изменялся.

В свою очередь, ионы кадмия (108 М) снижали не только количество и амплитуду осцилляции на плато ПД мочеточника новорожденных морских свинок, но и продолжительность самого плато. В этой же дозировке они уменьшали величину спайка и длительность плато ПД мочеточника белых крыс. Параллельно

становилась меньше сила сократительных ответов. При повышении содержания кадмия в растворе Кребса до 10 s М угнетающие эффекты усиливались. При концентрации 10"4 М кадмий полностью тормозил генерацию ПД и сокращения ГМК. На КЭТ формировались небольшие препотенциалы. При действии ионов кадмия на ГМК taenia coli новорожденных возникало дозозависимое уменьшение частоты, амплитуды спайков на вершине MB, КЭТ, силы сокращений. В отличие от зрелых ГМК, кадмий даже в максимальной дозе не уменьшал сопротивления мембраны.

Анализ зависимости эффектов никеля от концентрации показывает, что с увеличением содержания его в тестирующем растворе усиливается торможение процессов генерации ПД и сокращений. Вместе с тем, имеются определенные возрастные различия в действии ионов никеля на ГМК. В частности, на фоне никеля первоначально исчезают спайки на плато ПД мочеточников зрелых и старых животных. Затем постепенно снижается величина и продолжительность самого плато. В дальнейшем никель вызывает полное исчезновение плато ПД ГМК мочеточников.

Тормозящее влияние ионов никеля на ГМК мочеточников новорожденных животных было менее выраженным. При его содержании в растворе Кребса 10"4 М он не подавлял полностью генерацию ПД и сокращения. Такое умеренное действие ионов никеля на незрелые ГМК может быть следствием двух причин. Во-первых, относительно небольшим количеством Т-кальциевых каналов в мембране и большим вкладом в генерацию ПД L-каналов. Во -вторых, наличием в ней малоселективных кальциевых или натрий-кальциевых каналов, которые мало чувствительны к ионам никеля.

На фоне ионов никеля наблюдалось дозозависимое угнетение спайковых ПД и сокращений ГМК taenia coli. Как и в предыдущем случае это является следствием блокирования Т-капьциевых каналов. Однако ионы никеля оказывали относительно слабое действие на ГМК taenia coli новорожденных морских свинок. При концентрации никеля Ю^М в ответ на достаточно сильный деполяризующий ток на КЭТ генерировались единичные спайки, сопровождавшиеся небольшими сокращениями. Это свидетельствует о весьма низкой чувствительности каналов быстрого входящего тока их мембраны к ионам никеля.

На фоне действия кадмия мембранный потенциал ГМК не изменялся. Однако при максимальной концентрации (10й М) отмечалось довольно отчетливое снижение сопротивления мембраны. Вероятно, ионы кадмия каким -то образом увеличивают пассивную проницаемость мембраны для других ионов. Действуя на

ГМК мочеточников морских свинок и белых крыс, кадмий дозозависимо угнетал электрическую и сократительную активность. Уменьшались частота спайков, длительность плато ПД, сила сопутствующих сократительных реакций. В то же время необходимо отметить, что ионы кадмия оказывали менее выраженное угнетающее влияние на ГМК мочеточников зрелых и старых животных по сравнению с ионами никеля. Однако кадмий более эффективно, чем ионы никеля, тормозил генерацию ПД и сокращения ГМК новорожденных. При содержании кадмия в тестирующем растворе 10~5 М происходило почти полное угнетение ПД и сократительных реакций ГМК. Из этого следует, что роль кальциевых каналов !_-типа в механизмах генерации ПД и сокращений незрелых ГМК выше, чем в последующих возрастных периодах. Однако не исключена и другая причина подобного действия ионов кадмия. Вполне вероятно, что в мембране ГМК на ранних этапах имеются другие типы кальциевых каналов, которые имеют высокую чувствительность к ионам кадмия.

Оценивая функциональную роль различных потенциалзависимых кальциевых каналов в процессах генерации ПД и сокращениях ГМК, возникает закономерное предположение о их различном предназначении. Если принять за основу утверждения [Н.М. Солдатов, С.М. Дудкин, 1988; А.Н.Верхратский, 1992 ; А.И.Вислобоков, А.Г.Копылов, В.Г.Бовтющенко, 1995; В.Л.Козловский 1995; Ь.ВуеПу, Б.Надмага, 1987; К.ОиЫар, Б.б. Иапе, С.З.Но12, 1988; А.Р.Рох, 1988], чтоТ-и 1,-кальциевые каналы нечувствительны или малочувствительны к действию блокаторов каналов другого типа и учитывая, что область максимальной активации Т-каналов находится в пределах -40 - -20 мВ, и они имеют высокую скорость деактивации, то на основании проведенных нами исследований, можно выдвинуть концепцию функциональной роли кальциевых каналов в ГМК. По нашему мнению, Т-каналы выполняют триггерную роль в про-цессах генерации ПД и сокращениях ГМК. В начальный период деполяризации мембраны первыми активируются Т-кальциевые каналы, которые обеспечивают поступление определенного количества кальция в миоплазму и его взаимодействие с одним из кальцийсвязывающих центров СаМ, имеющим наибольший аффинитет с ионами кальция. На этом этапе комплекс Са-СаМ стимулирует аденилатциклазу и образование цАМФ. В свою очередь, цАМФ вызывает фосфорилирование одного из центров Ьканалов. Одновременно происходит фосфорилирование Са-СаМ -зависимого центра этих каналов. С этого момента Ьканалы могут переходить в открытое состояние. В это время Т-каналы инактивируются, выполнив свою функцию. Лавинообразное

поступление ионов кальция по L- каналам приводит к связыванию его со всеми центрами кальмодулина, взаимодействию актина с миозином и сократительному ответу ГМК. В результате значительного повышения концентрации ионов кальция в клетках и изменения конформации кальмодулина повышается активность фосфодиэстеразы цАМФ, угнетается аденилатциклаза, а содержание цАМФ падает. Это приводит к дефосфорилированию цАМФзависимого центра L-кальциевых каналов мембраны и их инактивации. Одновременно может происходить дефосфорилирование Са-СаМ-зависимого центра, что затрудняет реактивацию каналов. Необходимо отметить и роль каналов калиевого выходящего тока в возникновении функционального ответа ГМК при возбуждении. Существуют данные, что для открывания капьцийзависимых калиевых каналов требуется их фосфорилирование посредством протеинкиназы А, активность которой стимулируется комплексом Ca-CaM [A.Carl, J.I.Kenyon, D.Vemura et all, 1991].

Ионы кадмия также дозозависимо угнетали ПД и сокращения ГМК. Но причина такого влияния в этом случае будет другой. Они исключают основной путь входа ионов кальция в ГМК через L-каналы. Установленное нами достаточно умеренное тормозящее действие ионов никеля на ГМК новорожденных животных можно объяснить двумя причинами. Во-первых, относительно низкой эффективностью ионов никеля в отношении Т-каналов незрелых ГМК, во-вторых, наличием в их мембране определенного количества неселективных каналов, имеющих низкие уровни активации. Причем указанные каналы не чувствительны к ионам никеля. Опыты с ионами кадмия показали, что они оказывали несколько более выраженное тормозящее воздействие на электрическую и сократительную активность ГМК новорожденных животных. Это может быть следствием их блокирующего влияния не только на L-каналы, но и на другие кальциевые каналы (не Т -типа).

Установлено, что проницаемость Т-кальциевых каналов одинакова для ионов кальция и бария, а проводимость L- и N-каналов выше для ионов бария [Н.М.Солдатов, С.М.Дудкин, 1988; А.И.Вислобоков, А.Г.Копылов, В.Г.Бовтющенко, 1995; K.Dunlap, S.G. Rane, G.G.Holz, 1988; A.P.Fox, 1988]. Поэтому мы исследовали изменения электрической и сократительной активности ГМК на фоне ионов бария, а также влияние блокаторов Т- и L-капьциевых каналов на электрофизиологические и сократительные свойства ГМК в бариевом растворе Крёбса. В опытах использовался раствор Кребса, в котором ионы кальция полностью замещались на 2 мМ бария. В результате было обнаружено, что в

бариевом растворе МП зрелых ГМК уменьшался. Одновременно повышалось сопротивление мембраны всех ГМК, резко усиливалась их электрическая и сократительная активность. В частности, возрастали амплитуда ПД мочеточников, частота спайков на их плато, особенно продолжительность самого плато. Повышалась сила и длительность сопутствующих сократительных реакций. Действуя на ГМК taenia coli, ионы бария стимулировали спайковую активность и сокращения, при этом постепенно частота спайков снижалась, а продолжительность возрастала. Одновременно величина и длительность медленных волн понижались. В отдельных случаях начиналась непрерывная генерация ПД.На фоне бария возрастало количество спайков на плато ПД и продолжительность плато ГМК мочеточников новорожденных морских свинок и белых крыс. Соответственно повышалась сила сократительных реакций. В ряде случаев формировалась своеобразная спонтанная активность в виде высокоамплитудных медленных волн, на гребне которых генерировались несколько более быстрых колебаний. Однако эти колебания имели значительно большую длительность, чем нормальные спайки ПД мочеточника морских свинок и белых крыс. В резупьтате подобных изменений электрической активности ГМК мочеточников возникали не свойственные им тонические сокращения. Амплитуда MB спонтанно активных препаратов ГМК taenia coli новорожденных морских свинок первоначально повышалась, а затем начинала снижаться. Частота и величина спайков на MB и КЭТ возрастали. Значительно (на 30-80%, р<0,05) удлинялась фаза реполяризации ПД. Одновременно усиливались сократительные реакции ГМК и увеличивался тонус препаратов. При замещении ионов кальция барием своеобразно изменялась конфигурация ПД ГМК старых животных. В частности, плато ПД мочеточников увеличивалось, количество спайков на нем уменьшалось. Причем спайки имели длительный период реполяризации. Амплитуда ПД ГМК taenia coli возрастала, частота генерации уменьшалась. Ионы никеля в концентрации 10"5 М и выше как и в нормальном (кальциевом) растворе Кребса, начинали оказывать тормозящий эффект на ГМК зрелых и старых животных. Под влиянием никеля снижалась частота, особенно амплитуда спайков ГМК taenia coli морских свинок. Сила вызванных сопутствующих сокращений уменьшалась, продолжительность практически не изменялась. Действуя на ГМК мочеточника морских свинок и белых крыс в этих же условиях, ионы никеля (10"5 -10' 4 М) полностью угнетали спайки. Однако никель практически не влиял на продолжительность и амплитуду плато ПД. Несмотря на это, сила сократительных реакций уменьшалась на 15-40% (р<0,05).

В этих же условиях ионы никеля в концентрации 10"6 - 10~5 М практически не влияли на электрическую и сократительную активность ГМК мочеточников новорожденных животных. В дозе 10"4 М никель на 15 - 30% (р<0,05) снижал амплитуду спайков на плато ПД мочеточников. Но даже при содержании никеля в тестирующем растворе 103 М, продолжительность плато не изменялась. Сила сокращений

Таблица 3

Показатели электрофизиологических и сократительных свойств ГМК в бариевом растворе Кребса

величина амплитуда длительность сопротивление

№ ГМК деполяриза- ПД плато ПД мембраны

ции(мВ) (мВ) (мсек) в % к исх.

М ± m М ± m М ± m М ± m

Зрелые

1 мочеточник 7.1 ± 1.3 34,6 ± 4,3 2340+120 183 ± 14

морских свинок

2 taenia coli 5,8 ± 0,91 14,3 ±3,2 - 225 ± 24

морских свинок

3 мочеточник 6,5 ±1,1 26,2 ± 3,9 1680 ±70 172 ± 16

белых крыс

Новорожденные

1 мочеточник 3,8 ± 1,6 21,3 ±3,8 6720 + 940 165 ± 12

морских свинок

2 taenia coli 5,6 ± 1,8 7,6 ± 2,3 - 188 ±21

морских свинок

3 мочеточник 4,5 ± 1,4 18,4 ±4,1 2530 ± 280 176 ± 16

белых крыс

Период старения

1 мочеточник 4,3 ± 1,2 36,4 ± 6,3 1490+ 168 152 ±9

морских свинок

2 taenia coli 3,1 ±0,9 14,5 ±3,1 - 136 ± 8

морских свинок

3 мочеточник 3,5 ± 0,7 21,8 ±3,4 930+ 124 143 + 11

белых крыс

мочеточников также почти не уменьшалась. Действуя на ГМК taenia coli, ионы никеля (1СГ6 - 10"5 М) также не оказывали заметного влияния на их спайковую активность и сокращения. При концентрации никеля 10"4 - 103 M их величина незначительно снижалась. Кадмий (10"6М) на фоне ионов бария не оказывал влияния на электрофизиологические и сократительные свойства ГМК зрелых и старых животных. При повышении его содержания до 10"5 M наблюдалось небольшое понижение частоты генерации и амплитуды спайков на плато КЭТ ГМК taenia coli. Действуя на гладкие мышцы мочеточников морских свинок и белых крыс, ионы кадмия (10~5 М) вызывали уменьшение в 1,3-1,8 (р<0,05) раза продолжительности плато ПД и количества спайков на нем. Вместе с этим падала и сила фазных сокращений. Необходимо отметить, что даже при концентрации кадмия 10"4 M не происходило полного торможения электрической и сократительной активности исследованных ГМК. Ионы кадмия, при замещении кальция ионами бария не вызывали полного исчезновения ПД и сокращений ГМК новорожденных животных даже при содержании 10"4 М. Вместе с тем, в этой дозировке они на 2030% (р<0,05) уменьшали продолжительность плато ПД ГМК мочеточников и величину их сократительных реакций. Амплитуда и частота спонтанных и вызванных ПД ГМК taenia coli при содержании кадмия 10"4 M также уменьшалась незначительно.

Результаты опытов с замещением кальция ионами бария свидетельствуют, что ионы никеля в основном блокируют каналы входящего тока, ответственные за генерацию быстрых осцилляторных колебаний типа спайковых. Однако формирование их у новорожденных животных в бариевом растворе угнетается незначительно. Следовательно, ионы бария в этот период могут входит в ГМК по другим нечувствительным к ионам никеля малоселективным каналам. Чувствительность их более высока к ионам кадмия. Плато ПД мочеточников угнетается и на фоне кадмия. Таким образом, возникновение плато обеспечивается L-каналами для ионов кальция. Причем эффективность кадмия при использовании бариевого раствора Кребса снижается, что является результатом их более высокой проводимости для ионов бария.

Нейролептики фенотиазинового ряда эффективно ингибируют кальмодулин, что позволяет использовать их для изучения роли этого кальцийрецептивного белка в регуляции клеточных процессов [Н.П.Ларионов, 1984, М.Б.Баскаков, И.В.Ковалев, М.А.Медведев, Н.П.Ларионов, 1984, Л.А.Пирузян, 1989, F.F.Vincenzi,

Т. R.Hinds, 1980. W.Weiss,1980]. Поэтому мы исследовали влияние хлорпромазина (ХП) и трифторперазина (ТФП) на электрическую и сократительную активность ГМК.

ТФП в концентрации 10"8 М и ХП (10 7 М) не оказывали влияния на все зрелые ГМК. При повышении их дозы до 10~7 М и 10 6 М соответственно наблюдалось дозозависимое снижение частоты, амплитуды спонтанных и вызванных спайков ГМК taenia coli морских свинок; частоты, величины спайков и длительности плато ПД мочеточников свинок и крыс. Уменьшалась и сила сократительных реакций. В этой концентрации ТФП и ХП не влияли на величину мембранного потенциала и проводимость мембраны. При повышении содержания ТФП и ХП до 10"6 М и 10"5 М достаточно быстро (за 4 - 8 минут) полностью тормозилась электрическая и сократительная активность всех ГМК. Эффекты фенотиазинов даже при достаточно высоких концентрациях развивались постепенно. ТФП и ХП оказывали более выраженное тормозящее влияние на электрическую и сократительную активность ГМК новорожденных животных, чем зрелых. В частности, ТФП (Ю-8 М) и ХП (10"7 М) вызывали быстрое, за 3-5 мин., уменьшение частоты и амплитуды спайков на плато ПД мочеточников морских свинок и белых крыс, а также длительности самого плато. Одновременно понижалась сила сокращений ГМК. При увеличении концентрации ТФП до 10"7 М, а ХП до 10"6 М происходило полное угнетение спайков и плато ПД, исчезали сократительные реакции. Подобным же образом фенотиазины влияли на ГМК taenia coli новорожденных.

В то же время ТФП (10'8 М) и ХП (10'7 М) не действовали на ГМК старых животных. При повышении концентрации фенотиазинов до 10~7 - 10"6 М наблюдались незначительные тормозящие эффекты. В частности, на 10-15% (р<0,05) уменьшались частота спайков, длительность плато и сила сократительных реакций ГМК мочеточников морских свинок и белых крыс. При увеличении концентрации ТФП и ХП до 10"® и 10'5 М, их тормозящие эффекты усиливались. При содержании в растворе Кребса ТФП 10"5 М, а ХП 10"4 М происходило полное угнетение ПД и сокращений ГМК мочеточников. В этих же дозах ТФП и ХП угнетали ПД и сокращения ГМК taenia coli.

Антагонисты кальмодулина дозозависимо угнетали электрическую и сократительную активность всех гладкомышечных клеток. Причем более выраженное влияние они оказывали на ГМК новорожденных животных, а относительно более слабое на ГМК старых. Как мы предполагаем, торможение генерации ПД является следствием нарушения фосфорилирования и активации потенциалзависимых L-кальциевых каналов. В результате инактивации

кальмодулина фенотиазинами исклю-чается возможность не только фосфорилирования Са-СаМ-зависимых центров этих каналов, но и теряется его способность стимулировать аденилатциклазу. [Н.С.Веселовский, С.А.Федулова, 1983; П.А.Дорошенко, А.Н.Мартынюк, 1984; П.Г.Костюк, 1984; А.Н.Верхратский, 1992; H.Reuter, 1984; A.Carl, J. I. Kenyon, D.Vemura et all.1991; L.Byerly, 1992]. Примечательным является тот факт, что фенотиазины угнетают не только спайки, но и плато ПД мочеточников, имеющее натрий-кальциевую природу. Таким образом, при инактивации кальмодулинзависимых процессов нарушается вход в миоплазму ГМК не только ионов кальция, но и натрия. Не исключено, что и функции калиевых каналов фенотиазинами также угнетаются [А.Е.Мартынюк, 1987]. Следовательно, не может наблюдаться и усиление калиевого выходящего тока.

Торможение ХП и ТФП сократительных реакций ГМК объясняется невозможностью образования комплекса Са-СаМ и активации киназы легких цепей миозина [В.М.Данилова, 1985; В.М.Данилова, В.С.Хохлова, В.С.Трегубов, 1986; Б.И.Ткаченко, В.В.Куприянов, Р.С.Орлов М.И.Гуревич, В.В. Банин, Б.И.Мажбич, 1989; R.S.Adelstein, I.R.Sellers, М. A.Conti et all, 1982; M.P.Sparrow, G.Peitzer, M.Gadelmann et all, 1984]. Однако весьма существенную роль играет и угнетение фенотиазинами процессов генерации ПД . Более высокая чувствительность ГМК новорожденных животных к фенотиазинам возможно объясняется их способностью включаться в основном в высокоаффинные места связывания кальция. В результате быстро угнетается способность кальмодулина стимулировать образование цАМФ, участвовать в фосфорилировании ионных каналов, опосредовать связывание актина с миозином.

Известно, что ионы фтора стимулируют образование цАМФ за счет своего воздействия на один из компонентов регуляторной субъединицы. Кавинтон, являясь блокатором фосфодиэстеразы цАМФ, также увеличивает содержание циклического аденозинмонофосфата в клетке [П.Г.Костюк, О.А.Крышталь, 1981; Е.П.Феденко, Н.Г.Доман, 1983; П.Г.Костюк, И.С.Магура, 1984; В.Н.Окунев, В.В.Жирнов, 1985; Е.С.Северин, М.Н.Кочеткова, 1985; Ohkawa Н., 1976; M.P.Danilenko, M.P.Luchinin,1990], Поэтому используя эти вещества, мы попытались моделировать процессы накопления цАМФ в гладкомышечных клетках.

В результате установлено, что ионы фтора в концентрации 10"® М практически не влияли на параметры электрической и сократительной активности ГМК зрелых и старых животных. При увеличении его дозы в растворе Кребса до 10"5 М незначительно уменьшалась амплитуда спайков, длительность плато, сила фазных

сокращений ГМК мочеточника белых крыс. При этом МП и проводимость мембраны клеток не изменялись. При дальнейшем повышении концентрации фтора до 10"4 М тормозящие эффекты усиливались. Однако полного угнетения ПД и сокращений ГМК не наблюдалось. Действуя на ГМК taenia coli морских свинок, ионы фтора (106 -105 М) вызывали торможение электрической активности и сокращений. Снижались амплитуда медленных волн, частота и величина спонтанных и вызванных спайковых ПД. При концентрации фтора КГ4 М иногда возникала небольшая (1,2-2,0 мВ) деполяризация и снижение сопротивления мембраны на 5-12% (р<0,05). Кавинтон, ингибитор ФДЭ цАМФ, оказывал действие подобное ионам фтора, но его эффекты проявлялись лишь при концентрациях более 10"4 М.

В то же время, ионы фтора в дозах 10"6 - 10"5 М не оказывали воздействия на параметры электрической и сократительной активности ГМК новорожденных морских свинок и белых крыс. При повышении содержания фтора в тестирующем растворе до 10"4 М возникало небольшое снижение амплитуды ПД и силы сокращений ГМК мочеточника крысят. Такое же слабое влияние наблюдалось и при действии фтора на ГМК taenia coli. Однако кавинтон в концентрации 10"4 М тормозил генерацию ПД гладкомышечными клетками мочеточника новорожденных морских свинок и белых крыс и taenia coli свинок.

Таким образом, ионы фтора действовали на ГМК лишь тогда, когда их содержание в тестирующем растворе повышалось до достаточно высокого уровня. В этом случае они вызывали умеренное торможение ПД и сокращений. При этом МП и проводимость мембраны ГМК не изменялись. Наиболее выраженное ингибирующее влияние фтор оказывал на ГМК taenia coli. Вероятно,торможение ионами фтора электрической и сократительной активности связано с накоплением в них цАМФ. В таком случае более высокая чувствительность к фтору ГМК taenia coli объясняется большей активностью их аденилатциклазного механизма. Слабое влияние ионов фтора на ГМК новорожденных животных может быть следствием низкой активности АдЦ или несовершенства механизмов сопряжения ГТФ-связывающего белка, на который воздействует фтор с аденилатциклазой [М.Н.Перцева, 1982]. Последнее подтверж-дается опытами с блокатором фосфодиэстеразы цАМФ кавинтоном, который угнетал электрическую и активность и сокращения ГМК новорожденных, подобно ионам фтора.

Установлено [I.Lassing, V.Lindberg, 1988, O.B.Tysnes, 1989], что антибиотики группы аминогликозидов имеют высокий аффинитет с фосфатидилинозитол-4,5-

дифосфатом, блокируя его гидролиз. Учитывая это, мы изучили действие гентамицина на электрофизиологические и сократительные свойства ГМК.

Гентамицин в концентрации 10'5 М не оказывал воздействия на электрическую и сократительную активность зрелых гладкомышечных клеток. При повышении содержания его в тестирующем растворе до 10"4 М наблюдались своеобразные изменения. В частности, возникала гиперполяризация мембраны ГМК и возрастало ее сопротивление, особенно для выходящего тока. Гиперполяризация мембраны ГМК мочеточника зрелых морских свинок была равна 2,3 ± 0,5 мВ, сопротивление-115 ± 3% исходного (р<0,05); крыс соответственно-2,8 + 0,6 мВ и 117 ± 4% (р<0, 05); taenia coli-3,1 ± 0,9 мВ и 112 ± 4% (р<0,05); новорожденных морских свинок и крыс соответственно-1,8 ± 0,4 мВ и 123 ± 6% (р<0,05); 2,2 ± 0,5 мВ и 119 + 3 % (р<0,05); taenia coli- 2,6 ± 0,7 мВ и 126 ± 5% (р<0,05). В период старения МП ГМК мочеточника морских свинок увеличивался на 1,6 + 0,4 мВ, сопротивление мембраны возрастало до 109 + 2% (р<0,05), мочеточника крыс соответственно-1,9 ± 0,5 мВ и 110 ± 4% (р<0,05), taenia coli-2,4 + 0,8 мВ и 107 + 3% (р < 0,05). У потенциалов действия ГМК мочеточников исчезало плато и на КЭТ формировался лишь один высокоамплитудный спайк. Генерация медленных волн ГМК taenia coli прекращалась, частота спонтанных ПД значительно уменьшалась. На плато КЭТ возникал один спайк увеличенной амплитуды.

В заключение необходимо указать, что сила и продолжительность сократительных реакций на фоне гентамицина снижались. На ГМК новорожденных и старых животных гентамицин действовал таким же образом, как и на зрелые. Однако степень выраженности его влияния на электрические и сократительные свойства ГМК была больше у новорожденных и меньше в период старения.

Гиперполяризация и снижение проводимости мембраны ГМК на фоне гентамицина могут быть следствием уменьшения содержания ионов кальция во внутреннем примембранном слое и торможения фосфорилирование потенциал независимых малоселективных каналов, через которые входят ионы натрия, снижающие МП ГМК. Результатом нарушения механизмов фосфорилирования потенциалзависимых каналов, вероятно, является изменение конфигурации ПД ГМК мочеточников и спайковой активности ГМК taenia coli. Вместе с тем, возможны и другие пути влияния компонентов фосфоинозитольной сигнальной системы на проводимость ионных каналов цитоплазматической мембраны. Более сильное воздействие гентамицина на ГМК новорожденных животных, вероятно, объясняется большей зависимостью механизмов

фосфорилирования каналов от системы фосфатидилинозитола. Вместе с тем, не исключено, что это связано с более высоким ее аффинитетом к гентамицину.

Известно, что ванадат натрия является специфическим блокатором Са-АТФазы сарколеммы и саркоплазматической сети ГМК [С.Н.Орлов, 1985, С.А.Костерин, И.Б.Червоненко, Ф.В.Бурдыга, 1990, F.S.Stekhoven, 1981 J. В дозе 10"5 М он не влиял на параметры электрической и сократительной активности ГМК зрелых животных. При повышении его концентрации до 10"4 М возникала небольшая деполяризация мембраны и понижалось ее сопротивление. Максимального значения эти изменения пассивных электрических свойств достигали к 12-18 минутам действия ванадата. Величина деполяризация мембраны ГМК мочеточников зрелых морских свинок на фоне ванадата составляла 1,8 ± 0,3 мВ, сопротивление - 85 ± 6% (р <0,05) исходного, крыс соответственно-2,1 ± 0,4 мВ и 91 ± 4% (р<0,05); taenia coli- 2,5 + 0,6 мВ и 82 + 3% (р < 0,05). У

новорожденных морских свинок соответственно - 2,3 ± 0,4 мВ и 79 + 8% (р<0,05); крыс-2,1 + 0,4 мВ и 91 ± 3% (р<0,05); taenia coli-2,6 ± 0,7 мВ и 126 + 5% (р<0,05). В период старения МП ГМК мочеточника морских свинок уменьшался на 2,7 ± 0,6 мВ, сопротивление мембраны возрастало до 81 ± 7% (р,0,05); мочеточника крыс -3,2 ± 0,7 мВ и 87 ± 8% (р<0,05); taenia coli-3,8 ± 0,9 мВ и 76 ± 11 % (р < 0,05).

Первоначально генерация ПД несколько усиливалась, затем происходило торможение спонтанных и вызыванных ПД ГМК taenia coli. Уменьшались амплитуда МВ, сила сопутствующих сократительных реакций, которые приобретали выраженный тонический характер. При воздействии ванадата на ГМК мочеточников снижалась частота осцилляций на плато, после длительность самого плато. При этом сила сокращений падала, а продолжительность значительно возрастала. На фоне ванадата (Ю-4 М) в течение короткого времени (4-7 минут) развивалось торможение электрической и сократительной активности ГМК мочеточников новорожденных животных. Оно проявлялось быстрым уменьшением количества спайков, амплитуды и продолжительности плато ПД, которое полностью исчезало на 7-15 минутах. Сила фазных сократительных реакций в течение непродолжительного периода снижалась, однако и после прекращения генерации ПД деполяризующий ток большой силы способствовал появлению длительных низкоамплитудных сокращений. Спонтанные и вызванные ПД ГМК taenia coli новорожденных морских свинок под действием ванадата (1С)"4 М) быстро угнетались. По мере экспозиции препаратов в растворе Кребса с ванадатом, их тонус

увеличивался и достигал максимума к 10 минуте. Действие ванадата на ГМК старых животных развивалось быстрее.

Деполяризация и снижение сопротивления мембраны ГМК на фоне ванадата являются следствием избыточного накопления ионизированного кальция в цитозоле. В результате происходит истощение запасов макроэргических фосфатов (АТФ, КрФ), инактивация Na/K-АТФэзы, накопление в цитозоле натрия и снижение концентрации ионов калия. Не вызывает сомнений, что одновременно нарушаются механизмы фосфорилирования как потенциалзависимых, так и потенциапнезависимых ионных каналов. Следовательно, воздействие ванадата в больших концентрация провоцирует изменения, подобные капьциевому парадоксу в кардиомиоцитах [W.G.Nayler, M.J.Daiy, 1988]. Торможение ПД ГМК на фоне ванадата натрия обусловлено не только чрезмерным накоплением кальция в миоплазме и полной инактивацией каналов кальциевого входящего тока, но и торможением процессов активации всех каналов, зависящих от процессов фосфорилирования.

Возрастание длительности сократительных реакций ГМК и первоначальное повышение их базального тонуса объясняется избытком ионов кальция в миоплазме при одновременном снижении скорости их выведения и реаккумумляции в депо. Прогрессирующее снижение силы сокращений и тонуса связано с уменьшением запасов макроэргических фосфатов в клетках.

Ванадат оказывал более выраженное воздействие на ГМК новорожденных животных. Это связано с большей зависимостью внутриклеточного гомеостаза незрелых ГМК от концентрации ионов кальция в цитозоле и более быстрым истощением запасов макроэргов.

Установлено, что кофеин способствует высвобождению ионов кальция из цитоплазматических депо скелетной, гладкой мышц, миокарда, вызывая при этом их тоническое сокращение [М.В.Замараева, А.И.Гагелыанс, 1982, К.Ю.Богданов, С.И.Захаров, Л.В.Розенштраух, 1983; C.E.Devine, 1972; M.Endo, 1975; H.Grundfest, 1976, T.B.Bolton, 1991]. Однако в ряде работ отмечено, что он может индуцировать расслабление ГМК [М.Ф. Шуба, А.В.Жолос, Л.В.Байдан, 1989, H.Kuriyama, T.Osa, Y.ito et all, 1976]. При воздействии кофеина (10^ М) на ГМК мочеточника зрелых морских свинок и белых крыс МП не изменялся. Незначительно снижалось сопротивление мембраны клеток. Параметры электрической и сократительной активности оставались на прежнем уровне. При увеличении содержания кофеина в тестирующем растворе до 10"3 М проявлялся слабый тормозящий эффект, выражавшийся уменьшением частоты и амплитуды спайков на

плато ПД. Действуя на ГМК taenia coli, кофеин (10"4 М) вызывал умеренные деполяризацию и повышение проводимости мембраны клеток. Несколько уменьшалась частота спонтанных и вызванных спайков, а также сила сокращений. В концентрации Ю'3 М кофеин способствовал торможению спонтанной и вызванной электрической активности ГМК.

На ГМК новорожденных кофеин в дозе 10"4 М оказывал умеренное тормозящее действие. При повышении содержания до 10'3 М деполяризация мембраны клеток мочеточников и ее проводимость возрастали в большей мере, чем у зрелых животных. В течение 6-9 минут кофеин тормозил генерацию спайков на плато ПД, уменьшал амплитуду и длительность самого плато. Действие кофеина на ГМК taenia coli проявлялось торможением первоначально спонтанной, а затем и вызванной спайковой активности, деполяризацией, снижением сопротивпения мембраны. На ГМК старых животных кофеин оказывал заметное действие лишь при концентрации 10"3 М. Результаты наших опытов показывают, что кофеин вызывал незначительную деполяризацию и снижение сопротивления мембраны ГМК, в особенности ГМК taenia coli. Это можно объяснить высвобождением небольшого количества депонированного кальция, связыванием его с кальмодулином и потенциированием Са-СаМ механизмов активации каналов входящего тока. Одновременно возникали тормозящие эффекты.Некоторые авторы объясняют их прямым блокирующим влиянием кофеина на потенциалзависимые кальциевые каналы мембраны, а также кальцийзависимой инактивацией этих каналов [М.Ф.Шуба, А.В.Жолос, Л.В.Байдан, 1989]. Известно, что метилксантины стимулируют синтез цАМФ [H.Ohkawa, 1976]. Поэтому нельзя исключить и повышения уровня цАМФ в ГМК на фоне кофеина, при котором он будет оказывать ингибирующее воздействие на потенциалзависимые кальциевые каналы. Более выраженное воздействие кофеина на ГМК новорожденных животных может быть следствием более быстрого и более массивного высвобождения ионов кальция из мест секвестрации и высокой активности процессов инактивации каналов входящего тока

Гепарин и гирудин блокируют повышение уровня цитоплазматического кальция [М.В.Feinstein, G.B.Zavoico, S.P.Halenda, 1985; T.B.Bolton, P.Pacaund, 1991].

При воздействии на зрелые ГМК гепарина (25 ед./мл) возникали деполяризация и уменьшение сопротивления клеточной мембраны. Одновременно незначительно усиливалась электрическая и сократительная активность ГМК. Однако спустя 8-15 минут они приходили к исходному уровню. При увеличении

содержания гепарина до 100 ед/мл электрическая и сократительная активность ГМК мочеточников угнеталась. Первоначально исчезало плато ПД мочеточников и на КЭТ генерировался 1 спайковый потенциал, затем генерация ПД прекращалась. Действуя на ГМК taenia coli, гепарин тормозил генерацию спайков и сокращения. При воздействии гепарина (25 ед/мл) на ГМК мочеточников новорожденных свинок и крыс быстро развивалась деполяризация и повышалась проводимость мембраны. Причем величина деполяризации и уменьшения сопротивления были более значительными, чем у зрелых животных. Продолжительность плато ПД и амплитуда спайков на нем практически не увеличивались. При повышении содержания гепарина до 100 ед/мл возникало быстрое угнетение ПД и сокращений мочеточников, но более медленное ГМК taenia coli. На ГМК старых животных гепарин (100 ед/мл) оказывал более слабое тормозящее влияние, динамика развития которого была более медленной.

Деполяризация и снижение сопротивления мембраны всех ГМК на фоне гепарина являются следствием увеличения ее натриевой проводимости в результате связывания внутриклеточных ионов кальция. Поскольку она выше у новорожденных животных, гепарин в большей мере деполяризовал их мембрану и снижал ее сопротивление. Торможение электрической и сократительной активности при высокой концентрации гепарина связано с нарушением процессов фосфорилирования, в первую очередь натриевых и L -кальциевых каналов. Вместе с тем, существует предположение, что гепарин воздействует на фосфоинозитольный сигнальный механизм [Р.С.Pare, M.Konishi, S.M.Baylor, A.P.Somlio, 1988], который участвует в регуляции функций ионных каналов [T.Yorio, L.W.Frazier, 1990].

Действие физиологически активных веществ (ФАВ) на гладкомышечные клетки в различные возрастные периоды практически не изучено. Поэтому мы провели серию экспериментов по исследованию чувствительность ГМК к ацетилхолину ,{АХ), норадреналину (НА), адреналину (А), гистамину (ГТ), серотонину (CT) и аденозинтрифосфорной кислоте (АТФ), брадикинину (БК).

Ацетилхолин, гистамин и брадикинин в концентрации 10"6 М вызывали деполяризацию, увеличение продолжительности плато ПД, частоты спайков, силы сокращений ГМК зрелых морских свинок. Норадреналин (10'6 М) также возбуждал данные ГМК. При повышении содержания этих ФАВ в тестирующем растворе возбуждающие эффекты усиливались. В то же время АХ и ГТ даже в дозе 10"4 М оказывали слабое влияние на ГМК мочеточника зрелых белых крыс.НА в дозе 10"6-

10 5 М на эти ГМК практически не действовал, начиная с 10"4 М и выше, вызывал гиперполяризацию мембраны ГМК, угнетение ПД и сокращений.Серотонин и АТФ (Ю-6 - 1С)"5 М) не изменяли электрической и сократительной активности ГМК мочеточника зрелых морских свинок и белых крыс. Действуя на ГМК taenia coli зрелых, свинок АХ, ГТ, CT, БК (10 6 М), способствовали деполяризации, снижению сопротивления мембраны клеток, усилению спонтанной и вызванной спайковой активности, значительному увеличению силы сокращений и тонуса препаратов. НА, А (10"6 М), АТФ (10"4 М) оказывали тормозящий эффект, проявлявшийся гиперполяризацией, снижением сопротивления мембраны, угнетением спонтанной, вызванной электрической активности и сократительных реакций.

Вместе с тем, АХ, один из самых сильных агонистов, оказывал слабое влияние на ГМК мочеточника новорожденных морских свинок. Так, в дозе 10"5 М он незначительно изменял электрические и сократительные свойства. При концентрации 10"4 М его эффекты были достаточно выраженными. На ГМК мочеточников крысят АХ (1С)"6 - 10^ М) не оказывал влияния. В отличие от этого ГТ уже в дозе 10"6 М стимулировал электрическую активность и сокращения ГМК мочеточника новорожденных морских свинок. В концентрации 10"4 М его возбуждающее действие было значительно более выраженным, чем ацетилхолина (Ю-4 М). НА (1С)'6 М) и А (10"4 М) оказывали одинаковое умеренное возбуждающее влияние на ГМК мочеточника новорожденных морских свинок. В свою очередь, А и НА, начиная с дозировки 10 е М, тормозили электрическую и сократительную активность ГМК мочеточника крысят. При повышении концентрации А и НАдоЮ"5 М тормозящие эффекты усиливались, возникала значительная гиперполяризация мембраны, ПД на плато КЭТ и сокращения исчезали. Сопротивление мембраны ГМК при этом уменьшалось. На фоне антагониста в-адренорецепторов пропранолола (10'5 М) угнетающие эффекты катехоламинов не устранялись. Блокатор а-адренорецепторов фентоламин (10 s М) значительно ослаблял их.

В отличие от зрелых, CT возбуждал ГМК мочеточника новорожденных морских свинок. В концентрации 10 е - 10"4 М он деполяризовал мембрану клеток, увеличивал амплитуду ПД, продолжительность их плато, силу и длительность сокращений. Сопротивление мембраны под действием серотонина снижалось. В отдельных случаях под влиянием CT возникала кратковременная спонтанная электрическая и сократительная активность ГМК мочеточника. С целью исключения воздействия CT на адренергические нервные элементы, были применены блокаторы соответствующих рецепторов. На фоне фентоламина возбуждающие

эффекты CT сохранялись. Блокатор D-серотониновых рецепторов дигидроэрготамин [И.В.Комиссаров, 1969] в концентрации Ю'6 М полностью подавлял их.

Аденозинтрифосфорная кислота обладала слабым возбуждающим действием на ГМК мочеточника новорожденных морских свинок. Под ее влиянием (1Q"4 М) происходила небольшая (0,8 - 1,3 мВ) деполяризация ГМК, возрастала продолжительность плато ПД, сила сократительных реакций. Сопротивление мембраны ГМК мочеточника на фоне АТФ несколько снижалось. CT и АТФ в концентрации до 10^ М вызывали незначительное усиление электрической и сократительной активности ГМК мочеточника крысят, проявлявшееся небольшой деполяризацией, умеренным увеличением длительности плато ПД, возрастанием силы сопутствующих сокращений.

Брадикинин, начиная с дозы 10~6 М, оказывал выраженное возбуждающее действие на ГМК мочеточников новорожденных морских свинок и белых крыс.Он вызывап деполяризацию и повышение проводимости мембраны, увеличение амплитуды ПД, длительности плато, силы сокращений.

Действуя на ГМК taenia coli новорожденных животных, АХ, начиная с концентрации 10"6 М, деполяризовал мембрану ГМК, усиливал спонтанную и вызванную спайковую активность, сокращения. При повышении содержания АХ до 10"5 -10"4 М его возбуждающие эффекты проявлялись в большей мере. Вместе с тем, следует указать, что сопротивление мембраны ГМК taenia coli новорожденных морских свинок под влиянием АХ снижалось умеренно. Подобное же возбуждающее влияние на ГМК taenia coli оказывали ПГ и СТ. Причем выраженность этого влияния была такой же, как и у ацетилхолина. А (10** М) и НА (10"6 М) вызывали гиперполяризацию и снижение сопротивления мембраны ГМК taenia coli. Количественные параметры тормозящего действия катехоламинов были примерно одинаковы

В заключение необходимо особо отметить тот факт, что скорость десенситизации рецепторов ГМК новорожденных животных, особенно к наиболее сильным возбуждающим агонистам (АХ, БК, ГТ), была в 1,5-2 раза выше, чем ГМК зрелых животных.

В отличие от зрелых, в период старения отмечалась относительно низкая чувствительность ГМК мочеточника морских свинок к такому агонисту, как ГТ. К другим агонистам она не изменялась. ГМК мочеточника белых крыс теряли

чувствительность к СТ и она уменьшалась к АХ и ГТ. У клеток taenia coli снижалась чувствительность к IT, СТ и АТФ.

Радиоизотопные методы являются одними из наиболее показательных и достоверных в исследованиях кинетики и распределения различных ионов в биологических системах. Поэтому мы применили изотоп Са45 для анализа трансмембранного переноса кальция через мембрану ГМК в интактных условиях, на фоне различных агонистов, блокаторов кальциевых каналов.

Изучение обмена Са45 в ГМК желудка зрелых белых крыс показало, что относительная скорость накопления Са выше в ГМК новорожденных и меньше у животных в период старения (рис.1). Наиболее интенсивно выход Са45 в процессе базапьного обмена происходит из ГМК новорожденных и медленнее у старых животных (рис.1).

Гиперкалиевый раствор и АХ значительно ускоряли поступление Са в ГМК животных всех возрастных периодов. Однако интенсивность входа Са в этих условиях была наибольшей у животных в период старения и наименьшей у новорожденных (рис.2, 3). НА, действуя на ГМК животных всех возрастных периодов, незначительно снижал скорость накопления Са в них. Выход Са в гиперкапиевом растворе и на фоне данных агонистов ускорялся (рис.2, 3). Изучение действия блокаторов кальциевых каналов на вход Са45 показало, что они незначительно снижают его вход в процессе базального Са-Са обмена. Анализ динамики поступления Са45 в гиперкалиевом растворе и на фоне блокаторов кальциевых каналов свидетельствует, что никель более значительно снижает его вход в ГМК зрелых и старых животных. В период новорожденное™ более выраженным эффектом в отношении поступления кальция в ГМК обладали ионы кадмия. Вход Са45 на фоне АХ и блокаторов кальциевых каналов имел такие же особенности (рис.4, 5). В безнатриевом растворе скорость входа Са в ГМК значительно возрастала. Причем в большей мере в ГМК новорожденных животных. Выход Са45 из ГМК зрелых и старых животных в отсутствии натрия практически не изменялся. В то же время скорость его выведения из ГМК новорожденных снижалась (рис.6).

На фоне действия ванадата натрия отмечалось снижение скорости выведения Са45 из ГМК животных всех возрастов, причем более эффективно из ГМК новорожденных.

Рис.1 Обмен Са45 в ГМК желудка белых крыс.Динамика входа (1),выхода (2) в ГМК зрелых животных,(3, 4) новорожденных, (5, 6) в период старения. Активность

препаратов здесь и на следующих рис. в имп. г"1 мин."1 Трифторперазин значительно уменьшал скорость входа и выхода Са45 во всех ГМК. Наиболее выраженное влияние он оказывал на обмен Са45 в ГМК новорожденных животных.

Оценивая динамику базального Са-Са обмена ГМК в онтогенезе, можно предположить, что снижение его интенсивности с возрастом является следствием уменьшения количества переносчиков или кратности их оборота [Ы.МиПиге, 1988]. В то же время нельзя исключить других путей поступления ионов кальция в ГМК. В частности, они могут входить по популяции ионных каналов, находящихся при исходном уровне МП в открытом состоянии. Например, по гипотетическим каналам утечки, которые можно назвать "молчащими" из-за того, что движение ионов кальция по ним не проявляется видимыми сдвигами электрической активности ГМК. В этом случае вход ионов кальция по таким каналам должен компенсироваться повышением активности Са-АТФазы. Исходя из этого, повышенная интенсивность базального кальциевого обмена ГМК новорожденных животных может быть связана с несколько большим количеством каналов утечки для ионов кальция, чем в мембране ГМК зрелых и старых животных и усилением деятельности кальциевого насоса мембраны.

Снижение скорости выведения кальция из ГМК с возрастом объясняется двумя причинами. Во-первых, это может быть обусловлено постепенным уменьшением активности Са-АТФазы, во-вторых, замедлением высвобождения ионов кальция из цитоплазматических депо.

Гиперкалиевый раствор значительно ускорял поступление Са45 в ГМК животных всех возрастных периодов. Это обусловлено деполяризацией мембраны ГМК и открыванием всех потенциалзависимых кальциевых каналов. Стимулирующий эффект АХ был меньше [Е.1_атте1,1977; М.Н^а, Т.ИоН,

H.Кипуата, 1981]. Усиление выведения ионов кальция из ГМК в гиперкапиевом растворе и на фоне АХ скорее всего связано с образованием комплекса Са-СаМ, который способствует повышению активности Са-АТФазы. Норадреналин не может влиять на выведение кальция этим путем. Вероятно, его воздействие опосредуется через аденилатциклазу и цАМФ. Вместе с тем, имеется предположение, что это связано с перезарядкой поверхности саркоплазматического ретикулума [Н.НазЫт,

I.С.Н.8т№, 1991].

Анализ динамики поступления Са в гиперкапиевом растворе и на фоне блокаторов кальциевых каналов показал, что никель в большей мере, чем кадмий, снижает его вход в ГМК зрелых и старых животных. В период новорожденности более выраженным эффектом в отношении поступления кальция в ГМК обладают ионы кадмия. Вход Са45 на фоне АХ и блокаторов кальциевых каналов имеет такие же особенности.

Более выраженное угнетающее влияние никеля на вход кальция в ГМК зрелых и старых животных, вызванный АХ и гиперкалиевым раствором может быть объяснен двумя причинами. Во-первых, увеличением популяции Т-кальциевых каналов и их роли в процессах входа кальция при возбуждении по мере созревания ГМК. Во-вторых, наличием в мембране незрелых ГМК достаточно большого количества других кальциевых каналов, не блокирующихся ионами никеля, но высокочувствительных к ионам кадмия.

Выход Са из ГМК зрелых и старых животных в безнатриевом растворе практически не изменялся. В то же время скорость его выведения из ГМК новорожденных снижалась. Это может косвенно свидетельствовать об участии натрий-кальциевого обменного механизма в выведении кальция из незрелых ГМК [А.Р. ВгасИпд, ^Н. \Мс!сКсотЬ, 1976; А.Р.ВгасНпд, 1981; Е.Е.йапю!, А.К.Сгоуег, С.У.К\л/ап, 1982].

Снижение скорости выведения Са из ГМК животных всех возрастов на фоне ванадата натрия связано с его угнетающим влиянием на кальциевый насос сарколеммы [С.Н.Орлов, 1985; С.А.Костерин, И.Б.Червоненко, Ф.В.Бурдыга, 1990]. В данном случае следует отметить, что более эффективно снижалась скорость выхода кальция из ГМК новорожденных. Из этого можно заключить, что функциональная активность их Са-АТФазы несколько выше. Вместе с тем, нельзя исключить того, что одновременно ванадат блокирует Ыа/К-АТФазу, снижает градиент ионов натрия и угнетает №-Са - обменный процесс в этих ГМК ^.Э^ек^еп, 1981].

Основываясь на литературных данных [В.Д.Прокопьева.В.З.Рощепкин, В.И.Швец, Н.П.Ларионов, 1984; ЛР.Неас), ги.В'штЬаит, 8.Капгнпег,1980; Н.Р.Оопеэ, 1985] и результатах собственных исследований, мы полагаем, что уменьшение фенотиазинами входа и выхода кальция в процессе базального обмена является следствием нарушения деятельности АТФ-зависимых ионно-транспортных систем, а также снижения ионных градиентов, обеспечивающих энергетические потребности базального Са-Са обмена.

о

2

4

« А 6 8 10 12 14 16

время (мин.)

Рис.2 Поступление Са45 в ГМК желудка белых крыс и выход из них в гиперкалиевом растворе.Зрелых животных (1, 2), новорожденных (3,4), в период

старения (5,6)

Рис.3. Поступление Са45 в ГМК желудка белых крыс и выход из них на фоне эцетилхолина. Зрелых животных (1,2),новорожденных (3, 4), в период старения (5,6)

время (мин.)

Рис.4 Динамика входа Са45 в ГМК желудка белых крыс в гиперкалиевом растворе с ионами никеля. Зрелых животных (1), новорожденных (2), в период старения (3)

250000 т

200000 --

150000

100000 -•

50000

-+-

10

15

время (мин.)

20

25

-О- 2

-д-з

30

Рис.5 Динамика входа Са в ГМК желудка белых крыс в гиперкалиевом растворе с ионами кадмия. Зрелых животных (1), новорожденных (2), в период старения (3)

250000

200000 -■

с 150000

о 100000

X

о

£ га

50000 --

-О 2

-А-з

-н

6 8 10 время (мин.)

12

—(— 14

Рис.6. Влияние безнатриевого раствора на выход Са из ГМК желудка. Зрелых животных (1), новорожденных (2), в период старения (3)

ВЫВОДЫ

1. Формирование механизмов электрогенеза, внутриклеточной сигнализации тадкомышечных клеток происходит гетерохронно и к моменту рождения не аканчивается. В результате ГМК новоржденных животных имеют пониженный [ембранный потенциал, большую продолжительность и меньшую амплитуду отенциалов действия, низкую способность к спонтанной активности. Указанные собенности электрофизиологических свойств этих ГМК обусловлены повышенной роницаемостью мембраны клеток для ионов натрия, недостаточной елективностью каналов входящего тока.

2. По мере созревания происходит прогрессирующее уменьшение натриевой и овышение калиевой проводимости мембраны гладкомышечных клеток. В езультате возрастает мембранный потенциал ГМК и снижается вклад ионов атрия в процессы генерации плато ПД гладкомышечных клеток мочеточников юрских свинок и белых крыс.

3. Скорость базального кальций - кальциевого обмена в ГМК уменьшается от ериода новорожденности к зрелости и старению. Одновременно понижается корость выведения ионов кальция из клеток посредством Са-АТФазы .итоплазматичекской мембраны.

4. Удаление ионов кальция из цитозоля ГМК в период новорожденности происходит не только за счет кальциевого насоса сарколеммы, но и посредством ¡атрий-кальциевого обменного механизма. После созревания клеток его значение в «ведении кальция уменьшается.

5. Уровень функциональной активности ГМК новорожденных животных в 1аибольшей мере зависит от концентрации цитоплазматического кальция. Это ¡вязано с высокой скоростью обмена ионов кальция через цитоплазматическую яембрану и более значительным вкладом ионов кальция в регуляцию фоводимости мембраны для других потенциалобразующих ионов.

6. Генерация потенциалов действия ГМК мочеточников и taenia coli в период релости и старения обусловлена входом ионов кальция по Т- и L-ютенциалзависимым кальциевым каналам. Генерация ПД ГМК новорожденных кивотных осуществляется и при участии малоселективных низкопороговых :альциевых каналов, чувствительных к ионам кадмия. При созревании клеток их юличество снижается.

7. Наиболее зависимы от капьмодулина механизмы активного транспорта фосфорилирования ионных каналов, сокращений ГМК у новорожденных животных.

8. Формирование в ГМК сигнальных комплексов СТР-связывающий бело1 аденилатциклаза завершается в период новорожденное™. >

9. Фосфоинозитольный сигнальный механизм с периода новорожденное™ участвует в процессах передачи сигнала от рецепторов и регуляции уровщ цитоплазматического кальция. Он также контролирует проводимости потенциалзависимых ионных каналов, обеспечивающих генерацию потенциале! действия гладкомышечными клетками.

10. В процессе старения функциональные свойства и механизмь деятельности ГМК претерпевают инволюционные изменения, проявляющиеся замедлением фазы реполяризации ПД, уменьшением скорости выведения ионое кальция из цитозоля. Это является следствием нарушения процессов инактивациь кальциевых и активации калиевых каналов выходящего тока, снижения активное™ Са-Са обмена, Са-АТФазы.

11. В постнатальном онтогенезе чувствительность различных гладкомышечны) клеток к физиологически активным веществам изменяется неоднозначно. Е частности ГМК новорожденных животных малочувствительны к ацетилхолину.нс высокочувствительны к гистамину, брадикинину, катехоламинам. В перио,[ старения снижается чувствительность ГМК к гистамину, серотонину.

СПИСОК печатных работ по теме диссертации

1. Влияние нейромедиаторов и брадикинина на электрофизиологические ;войства и сокращение гладких мышц мочеточника морской свинки.// Вопросы еоретической и клинической медицины (Матер, науч.-практ. конф.).- Томск, 1982.-/.87-88.

2. Действие некоторых физиологически активных веществ на электрическую I сократительную активность гладких мышц толстого кишечника морской винки.//Вопросы теоретической и клинической медицины (Матер.науч.-практ.конф).-'омск, 1982.- С.88-89.

3. Функциональная организация гладких мышц желудочно-кишечного тракта. 'Матер.14-го съезда Всесоюзного физиологического общества им.И.П.Павлова.->аку, 1983.- т.2.- С.201-202.(соавторы: М.А.Медведев, М.Б.Баскаков, В.В.Бояринцев, !.Б.Студницкий).

4. Влияние гистамина, серотонина и брадикинина на электрофизиологические и ократительные свойства гладких мышц двенадцатиперстной кишки собаки.// )изиол. журн. СССР,- 1983,-т.69,- N 10. - С.1371-1375. (соавтор М.А.Медведев).

5. Усилитель биопотенциалов с симметричным повторителем напряжения, 'достов. на рацпредложение N 1802 от 02.12.1983, ОГМИ.

6. Режекторный фильтр для установок регистрации биоэлектрической наивности. Удостов. на рацпредложение N 1803 от 03.12.1985,ОГМИ.

7. Роль ионов натрия в электрогенезе и сокращениях гладкомышечных клеток. 1 Деп. ВИНИТИ, 16.01.1986,- N 389-В86, 6 с.

8. Влияние удаления ионов калия на электрофизиологические и ократительные свойства гладкомышечных клеток.// Деп. ВИНИТИ, 16.01.1986.-N 90 - В86, 5 с.

9. Роль ионов кальция в механизмах действия брадикинина на падкомышечные клетки кишечника.// Актуальные проблемы физиологических и труктурно функциональных основ жизнедеятельности (Матер. 1-го съезда зизиологов Сибири и Дальнего Востока).- Новосибирск, 1987.-С.146-147.

10. Влияние серотонина на гладкомышечные клетки кишечника.//Матер. 6-й ¡сесоюзной конференции по физиологии вегетативной нервной системы. - Ереван, 986,- С.239.

11. Действие тетраэтиламмония на электрическую и сократительную ктивность гладкомышечных клеток.// Деп. ВИНИТИ, 25.12 1986 - N 889 - В86,- 7 с.

12. Влияние удаления ионов кальция на электрофизиологические свойства сокращение гладкомышечных клеток.// Дел. ВИНИТИ, 25.12.1986.- В86.- 7 с.

13. Режекторный фильтр для установок регистрации биоэлектрическо активности. // Изобретательство и рационализация в медицине.- Омск, 1988.- С.22 23.

14. Усилитель биопотенциалов с симметричным входом.// Изобретательство рационализация,в медицине.- Омск, 1988.- С.23-24.

15. Компенсаторные реакции гладкомышечных клеток при охлаждение //Структурное обеспечение и стимуляция компенсаторно-восстановительны реакций (Матер, науч.-практ. конф.).- Омск, 1989.- С.104-106 (соавто, Д.Ф.Лукьяненко).

16. Роль ионов кальция в механизмах действия брадикинина и гистамина н гладкомышечные клетки кишечника.// Проблемы нейрогуморальной регуляци физиологических функций висцеральных систем (Матер, республ. науч. практ.конф.). - Омск, 1991,- С.31-32.

17. Действие брадикинина на различные гладкомышечные клетки. //Проблем! нейрогуморальной регуляции физиологических функций висцеральных систе) (Матер, республ. науч.-практ.конф.). - Омск, 1991.-С.29-31 (соавтор Д.Ф.Лукьяненко)

18. Камера для изучения функций гладких мышц. Удостов. н рацпредложение N 2252 от 15.04.1993, ОГМИ (соавтор С.К.Поддубный).

19. Роль активируемых растяжением ионных каналов в регуляции сокращени гладкомышечных клеток различных типов.//Патогенез, клиника и терапи терминальных состояний (Матер, науч.-практ.конф.).- Омск, 1994.- С.58-61.

20. Влияние физиологически активных веществ на электромеханическо сопряжение в гладкомышечных клетках новорожденных морских свинок. , Патогенез, клиника и терапия терминальных состояний (Матер, науч.-практ.конф.) Омск,1994.- С.61-63 (соавторы: С.К.Поддубный, В.И.Погадаев).

21. Устройство для изучения сократительных свойств гладких мышц. Удостое на рацпредложение N 2264 от 2.02.1994, ОГМА (соавтор С.К.Поддубный).

22. Способ нумерации фотокадров с экрана осциллографа. Удостов. н рацпредложение N 2270 от 15.02.1994, ОГМА (соавтор С.К.Поддубный).

23. Электрофизиологические и сократительные свойства гладкомышечны клеток новорожденных морских свинок.// Успехи физиол. наук,- 1994, N 4,- С.1 (соавтор С.К.Поддубный).

24. Влияние блокаторов T-, N- и L-капьциевых каналов на электрическую ктивность и сокращение гладкомышечных клеток.// Успехи физиол. наук,- 1994, N .- С.10 (соавтор С.К.Поддубный).

25. Электроперфоратор. Удостов. на рацпредложение N 2281 от 7.04.1994, )ГМА (соавтор С.К.Поддубный).

26. Способ усовершенствования потенциометра КСП-4. Удостов. на •ацпредложение N 2280 от 7.04.1994, ОГМА (соавтор С.К.Поддубнный)

27. Действие медиаторных аминокислот на электрофизиологические и ократительные свойства гладких мышц.// Биоритмы пищеварительной системы и омеостаз (Матер, республ. науч. конф.).- Томск, 1994,- С. 153-156 (соавтор ;.К.Подцубный).

28. Динамика обмена Ca в гладкомышечных клетках желудка новорожденных и зрослых белых крыс.// Биоритмы пищеварительной системы и гомеостаз (Матер, еспубл. науч. конф.).-Томск, 1994.-С.150 - 53.

29. Действие ацетилхолина, норадреналина и гиперкалиевого раствора на бмен Ca в гладкомышечных клетках новорожденных и зрелых белых крыс.// >иоритмы пищеварительной системы и гомеостаз (Матер, республ. науч. конф.).-"омск, 1994.-С.147-150.30. Сравнительный анализ влияния антагонистов альмодулина на функциональные свойства гладкомышечных клеток в различные озрастные периоды.// Биоритмы пищеварительной системы и гомеостаз (Матер. |еспубл. науч. конф.).-Томск, 1994,- С. 159-161 (соавтор С.К.Поддубный).

31. Механизмы действия нейролептиков фенотиазинового ряда на лектрическую и сократительную активность гладких мышц. //Актуальные вопросы ;нутренней патологии (Матер, науч.-практ.конф.).- Омск, 1995.- С.140-141 (соавтор ;.К.Поддубный).

32. Влияние кальциевых антагонистов на сократительную деятельность гладких 1ышц пищеварительного канала и мочевыводящей системы.// Актуальные вопросы нутренней патологии (Матер, науч.- практ.конф.).- Омск, 1995. - С.142-144 (соавтор i-К.Поддубный).

33. Влияние блокаторов кальциевых каналов на электрическую и ократительную активность гладкомышечных клеток мочеточника на фоне ¡ария.//Матер. 2-го съезда физиологов Сибири и Дальнего Востока.- Новосибирск, 995 - С.338-339 (соавтор Д.Ф.Лукьяненко).

34. О роли Т- и Л-кальциевых каналов в механизмах электрической активности i электромеханическом сопряжении гладкомышечных клеток./ /Матер. 2-го съезда

физиологов Сибири и Дальнего Востока - Новосибирск, 1995 - С.339-340 (соав С.К.Поддубный).

35. Электрофизиологические и сократительные свойства гладкомышечь клеток мочеточника новорожденных животных. // Матер. 2-го съезда физиоло Сибири и Дальнего Востока.- Новосибирск, 1995. - С. 340-341 (соав-С.К.Поддубный).

36. Механизмы функционирования гладкомышечных клеток пищеварительн канала и мочевыводящей системы в процессе постнатапьного онтогенеза. // Мат юбилейн. науч. конф., посвящ. 75 -летию Омской медицинской академии. - Ом 1995,- С.28-34.

37. Влияние никеля и кадмия на гладкие мышцы. Проблемы лрофилактичеа медицины (Матер, регион, науч.- практ. конф.) - Омск, 1996,- С.154 - 155 (соавто С.К.Поддубный, Д.Ф.Лукьяненко).

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

А - адреналин

АХ - ацетилхолин

БК - брадикинин

ГМК - гладкомышечные клетки

ГТ - гистамин

КЭТ - катэлектротон

МВ - медленные волны

МП - мембранный потенциал

НА - норадреналин

ПД - потенциал действия

СТ - серотонин

ТФП - трифторперазин

ФАВ - физиологически активные вещества

хп - хпорпромазин