Регистрация / Вход
Прислать материал

Роль калиевой и хлорной проводимости мембраны в механизмах действия внеклеточного АТФ на сократительную активность сосудистых гладкомышечных клеток

Сведения об участнике
ФИО
Рыдченко Виктория Сергеевна
Вуз
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о жизни и медицина
Раздел области наук
Фундаментальная медицина и физиология
Тема
Роль калиевой и хлорной проводимости мембраны в механизмах действия внеклеточного АТФ на сократительную активность сосудистых гладкомышечных клеток
Резюме
Аденозинтрифосфат (АТФ) играет важную роль в регуляции сосудистого тонуса.
Методом механографии исследовали роль калиевой и хлорной проводимости мембраны в механизмах действия внеклеточного АТФ на сократительную активность сосудистых гладкомышечных клеток, индуцированную активацией α1-адренорецепторов фенилэфрином (ФЭ). Объектом исследования служили изолированные сегменты грудного отдела аорты крыс линии Wistar.
АТФ на фоне ФЭ приводит к дозозависимой релаксации сегментов, которая снижается при действии блокаторов АТФ-чувствительных и потенциал-зависимых калиевых каналов и устраняется при угнетении хлорной проводимости мембраны.
Ключевые слова
Гладкомышечные клетки, потенциал-зависимые калиевые каналы, АТФ-чувствительные калиевые каналы, кальций-зависимые калиевые каналы, хлорные каналы, АТФ
Цели и задачи
Цель работы: исследовать роль калиевой и хлорной проводимости мембраны в механизмах действия внеклеточного АТФ на сократительную активность сосудистых гладкомышечных клеток.

Задачи:
1. Изучить влияние АТФ на сократительную активность сосудистых гладкомышечных клеток, индуцированную активацией α1-адренорецепторов.
2. Оценить вклад калиевой проводимости мембраны в механизмы действия АТФ на сократительную активность гладкомышечных клеток.
3. Выявить роль хлорной проводимости в механизмах действия АТФ на сократительную активность гладкомышечных клеток.
Введение

АТФ играет ключевую роль в регуляции сосудистого тонуса и  может оказывать разнонаправленные эффекты. Это обусловлено множеством рецепторов, с которыми связывается АТФ, и механизмами, задействованными в реализации эффектов[5]. Расслабление гладкомышечных клеток связано с выходящими калиевыми токами, которые могут играть важную роль в АТФ-индуцированном расслаблении. Показано, что кальций-активируемые калиевые каналы вовлечены в механизмы действия АТФ [1].

В регуляции тонуса сосудов участвуют хлорные каналы. Открывание Сl- каналов приводит к деполяризации мембраны и последующему сокращению [1]. Данные о роли Сl- проводимости мембраны в механизмах действия АТФ в клетках кровеносных сосудов практически отсутствуют.

Методы и материалы

Объектом исследования служили изолированные гладкомышечные сегменты грудного отдела аорты крысы линии Wistar. Выделялась грудная часть аорты, далее выделяли сегменты шириной 2-3 мм. Использовались сегменты с сохраненным эндотелием и деэндолизированные.

Измерение механического напряжения  сосудистых гладкомышечных клеток проводилось с использованием четырехканальной механографической установки Myobath II и аппаратно-программного обеспечения LAB-TRAX-4/16 (Германия).

Сегменты отмывали физиологическим раствором в течение 50 минут при pH=7,4 (37ºC), после чего вызывали фенилэфрин-индуцированное путем добавления 10 мкМ фенилэфрина (ФЭ) – активатора α1-адренорецепторов. Далее использовали физиологический раствор Кребса с добавлением тестируемого соединения. Амплитуду сократительных ответов рассчитывали в процентах от амплитуды сокращения ФЭ, который принимали за 100%.

Растворы готовили на основе дистиллированной воды путем добавления соответствующих реактивов (ХЧ, «Реахим», РФ).

Тестирующие растворы готовились путем добавления в физиологический раствор Кребса или его модификаций необходимых реактивов:

Анализ данных проводили при помощи программы SPSS 15.0 for Windows Evalution Version. Сформированные выборки не подчинялись закону нормального распределения, поэтому для проверки статистических гипотез были использованы непараметрические критерии. Достоверными считали различия при значении р<0,05.

Описание и обсуждение результатов

Действие АТФ на фоне фенилэфрина (ФЭ) характеризовалось дозозависимым снижением механического напряжения (МН) аорты крысы. Удаление эндотелия увеличивало степень расслабления. Действуя на эндотелиальные клетки, АТФ активирует входящие Ca2+ -токи, стимулирует эндотелиальную NO-синтазу и синтез NO. NO диффундирует в гладкомышечные клетки (ГМК) и увеличивает синтез цГМФ. Известно, что eNOS представлена и в ГМК [6].

Релаксирующее действие АТФ на фоне ФЭ снижалось при действии блокатора АТФ-чувствительных калиевых каналов глибенкламида (ГБ) и потенциал-зависимых и Ca2+-зависимых калиевых каналов тетраэтиламмония (ТЭА). В сегментах с интактным эндотелием, в отличие от деэндотелизированных, блокирование потенциал-зависимых калиевых каналов 4-аминопиридином (4-АП) не снижало расслабляющего действия АТФ. Изменение действия АТФ с расслабляющего на сократительное, в условиях блокирования калиевой проводимости мембраны, может быть связано с угнетением активности eNOS. В продукции NO эндотелиальными клетками задействованы кальций-активируемые калиевые каналы малой (SKCa) и промежуточной (IKCa) проводимости [4]. Решающую роль при активации этих каналов играет выходящий калиевый ток. Можно предположить, что активация других калиевых каналов будет способствовать аналогичному эффекту. Релаксирующее действие АТФ в деэндотелизированных сегментах, в отличие от сегментов с интактным эндотелием, зависело от активности потенциал-зависимых калиевых каналов. Возможно, потенциал-зависимые калиевые токи при действии АТФ на пуринергические рецепторы эндотелиальных клеток играют меньшую роль в сравнении с другими типами калиевых каналов так, что их блокирование не сказывается на АТФ-индуцированном расслаблении сосуда.

Другой причиной проявления сократительного эффекта АТФ при ингибировании калиевых каналов может быть превалирующее влияние Са2+-зависимой сигнальной системы в ГМК, которая также активируется при действии АТФ [2].

Использование блокатора хлорных каналов и Cl-/HCO3- -обменника SITS по-разному влияет на эффекты АТФ. При действии на ФЭ-индуцированное сокращение, присутствие блокатора не влияло на релаксирующий эффект 1 мкМ -10 мкМ АТФ на сегменты с сохранённым эндотелием, а в деэндотелизированных сегментах приводило к более выраженной релаксации, в сравнении с действием АТФ в отсутствии блокатора. На фоне SITS АТФ (50 мкМ - 500 мкМ) вызывал значительное увеличение МН сегментов, предсокращенных ФЭ. Развитие констрикторного эффекта на высокие концентрации АТФ на фоне блокады хлорного тока, вероятно, связано с преобладающей активацией Са2+-сигнальной системы. Механизмы такого эффекта не ясны и требуют дальнейшего изучения.

Используемые источники
1. D. Strobaek et al. ATP activates K and Cl channels via purinoceptor-mediated release of Ca2+ in human coronary artery smooth muscle
2. Bulley, S.H. Cl− channels in smooth muscle cells
3. Burnstock, G. Purinergic signaling and blood vessels in health and disease
4. M. Félétou. Calcium‐activated potassium channels and endothelial dysfunction: therapeutic options?
5. C. G. da Silva et al. Mechanism of purinergic activation of endothelial nitric oxide synthase in endothelial cells
6. I. B. Buchwalow. Vascular smooth muscle and nitric oxide synthase
Information about the project
Surname Name
Viktoriya Rydchenko
Project title
The role of potassium and chlorine membrane conductivity in mechanisms of action of extracellular ATP on the contractile activity of vascular smooth muscle cells
Summary of the project
Adenosine triphosphate (ATP) plays an important role in vascular tone regulation.
The role of potassium and chlorine membrane conductivity in mechanisms of action of extracellular ATP on the contractile activity of vascular smooth muscle cells induced by activation of α1-adrenoceptor by phenylephrine (PE) was examined the method of mechanography.
The object of the study was isolated segments of the thoracic aorta of Wistar rats.
ATP under the action of PE led to a dose-dependent segments relaxation which decreased under the action of blockers of the ATP-sensitive and voltage-dependent potassium channels and eliminated in blocking of chlorine membrane conductivity.
Keywords
SMOOTH MUSCLE CELLS, ATP-SENSITIVE POTASSIUM CHANNELS , CALCIUM-ACTIVATED POTASSIUM CHANNELS , VOLTAGE-GATED POTASSIUM CHANNELS