Диссертация (1144759), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Динамика утомления мышц контрольных иСила сокращений, %никотинизированных крыс не различалась (рис. 4.9).1101009080Контроль7060Никотин50400100200300400500600Номер стимулаРис. 4.9. Динамика силы одиночных сокращений диафрагмы крысы в ходеутомляющей стимуляции (непрерывная прямая стимуляция с частотой 2 имп/с) вконтрольных опытах и в опытах с хроническим применением никотина. По осиабсцисс – номер стимула; по оси ординат – сила сокращения в процентах к силепервого сокращения в серии.4.2.3.
Пероральное введение никотинаВ данной серии экспериментов была проведена пероральная никотинизациякрыс путем потребления никотина с питьевой водой с использованием известныхпротоколов (Larsson et al., 1988; Sparks, Pauly, 1999; Brunzell et al., 2003). Такойпуть никотинизации более удобен, чем подкожные инъекции и не приводитживотных к дополнительному стрессу. Имеющиеся в литературе данныепозволяют предполагать, что при таком способе введения концентрацияциркулирующего никотина у животных соответствует наномолярному уровню(Larsson et al., 1988).110Опыты проводили, начиная с 21-го по 31-й день хронического действияникотина.
В экспериментах использовали правую половину диафрагмальноймышцы крысы. Вторая половина использовалась для анализа сократительныххарактеристик мышцы с использованием механографии.В контрольной группе из 10 крыс величина МПП в период с 21-го по 31-йэкспериментальный день в среднем составила –78.1 0.3 мВ (676 волокон).
У 9крыс, получавших никотин, мембраны была деполяризована и средняя величинаМПП составила –75.0 0.3 мВ (622 волокна). В обеих группах животныхраспределения величин МПП были близки по форме, но у экспериментальныхживотных распределение было сдвинуто в сторону деполяризации по сравнению сконтрольными (рис. 4.10).Контроль 0 - 15 мин-78.1 ± 0.3 мВ(676 волокон)175150125Никотин 0 - 15 мин-75.0 ± 0.3 мВ(622 волокон)1007550250-100-90-80-70-60-50МПП, мВРис.
4.10. Гистограммы распределения МПП мышечных волокондиафрагмальной мышцы у контрольных крыс (темные столбцы) и у крыс,получавших никотин с питьевой водой (светлые столбцы).Электрогенный вклад изоформ Na,K-АТФазы, как и в других нашихопытах, определяли как разность между МПП до и после добавления уабаина вконцентрации 1 мкМ с последующим повышением концентрации уабаина до 500мкМ. В контрольных мышцах электрогенный вклад уабаин-чувствительной 2изоформы составил –5.0 0.4 мВ, а уабаин-резистентной 1-изоформы –11.0 0.4111мВ.
У крыс, получавших никотин, электрогенный вклад 2-изоформы Na,KАТФазы увеличивался до –6.8 0.5 мВ; электрогенный вклад 1-изоформы,- вклад 1- вклад 2Никотин-60Контрольнаоборот, снижался до –6.6 0.5 мВ по сравнению с контролем (рис. 4.11).Уабаин500 мкМ1 мкММПП, мВ-65-70-75-80-30-150153045607590105Время, минРис.
4.11. Влияние хронического введения никотина на электрогеннуюактивность 1- и 2-изоформ Na,K-АТФазы. Контрольных крысы – темныекружки; крысы, получавшие никотин с питьевой водой – светлые кружки.Горизонтальная полоска – пребывание уабаина в растворе. Стрелки – моментыдобавления разных концентраций уабаина. Столбцы – величины электрогенныхвкладов 1- (черный) и 2-изоформ (серый) в МПП.Важно, что после полной блокады Na,K-АТФазы уабаином в концентрации500 мкМ уровень МПП в обеих группах животных был примерно одинаковым(около –62 мВ, рис.
4.11). Таким образом, хроническая никотинизация не влияетна основные параметры, определяющие формирование МПП.Для того чтобы проследить динамику изменений в электрогенезе скелетныхмышечных волокон, мы разделили результаты наших экспериментов на две112группы. Группа 1 – эксперименты, проведенные в период с 21-го по 28-й деньвоздействия никотина (5 контрольных крыс и 5 крыс, получавших никотин).Группа 2 – эксперименты, проведенные в период с 29-го по 31-й день воздействияникотина (5 контрольных крыс и 4 крысы, получавшие никотин).В мышцах контрольных крыс в группах 1 и 2 не было различий в исходномуровне МПП (около –78 мВ).
Не наблюдалось достоверных отличий и ввеличинах электрогенных вкладов 2- и 1- изоформ (рис. 4.12 А).1и2группы-60МПП, мВ-65АУабаин1 мкМ500 мкМ12 группа (n=5)-70-75 21 группа (n=5)-80-30-150153045607590105Время, мин1 группа-60МПП, мВУабаин1 мкМ500 мкМ1-65-702 группаБ12 группа (n=4)2-75 21 группа (n=5)-80-30-150153045607590105Время, минРис. 4.12. Динамика МПП и электрогенной активности 1- и 2-изоформNa,K-АТФазы в мышечных волокнах диафрагмы крысы в период с 21-го по 28-йдень (группа 1) и в период с 29-го по 31-й день (группа 2) хронического113воздействия никотина. А – контрольные крысы; Б – крысы, получавшие никотинс питьевой водой.
Столбцы слева – электрогенные вклады 1- (черный цвет) и2-изоформ (серый цвет) в МПП. n – количество животных в группах.В мышцах крыс, получавших никотин, исходный уровень МПП в обеихгруппах также не различался и составил в среднем около –75 мВ (рис. 4.12 Б).Однако электрогенные вклады изоформ Na,K-АТФазы в группах отличались. Вмышцах крыс из группы 1 наблюдалось незначительное снижение электрогенныхвкладов 1- и 2-изоформ Na,K-АТФазы по сравнению с их исходнымизначениями у контрольных крыс. При более длительном действии никотина(группа 2), наблюдалось существенное (вдвое) увеличение вклада 2-изоформы исущественное (более чем в три раза) снижение вклада 1-изоформы по сравнениюс контрольной группой.
Динамика этих изменений показана на рис. 4.13.МПП, мВ-62 мВ-75 мВ-78 мВ1группа2группаИсходноеХроническоезначениев контроле введение никотинаРис. 4.13. Динамика изменений электрогенных вкладов в МПП 1- и 2изоформ Na,K-АТФазы в разные периоды никотинизации (1 и 2 группы) посравнению с исходным значением в контрольной группе животных. Столбцамиобозначены вклады в МПП 1- (черный цвет) и 2- изоформ (серый цвет).Таким образом, наблюдается сложная динамика хронического воздействияникотина (при введении с питьевой водой) на 2- и 1-изоформы Na,K-АТФазы.Механизм такой динамики неясен, но соответствует данным, по которым знак114изменения АТФазной активности в мозгу при хроническом действии никотиназависит от концентрации и времени его действия (Shallom, Katyare, 1985).В этих же мышцах (левая половина диафрагмы) регистрировали параметрыодиночных мышечных сокращений, вызванных раздражением нерва или прямойстимуляцией мышцы (таблица 4.2).
Чтобы избежать дополнительного разбросазначений силы из-за различного размера мышц, в таблице также приведенызначения силы сокращения, нормированной к массе мышцы. Параметрысокращений после хронического воздействия никотина не отличались отконтрольных.Тем неменее,следуетотметитьустойчивуютенденциюсокращений к укорочению в условиях никотинизации при обоих типахстимуляции.Таблица 4.2.
Параметры одиночных сокращений диафрагмы крысы (прямое инепрямое раздражение) в контрольной группе и у крыс, подвергавшихсяхроническому воздействию никотина (введение с питьевой водой).Параметры мышечныхсокращенийСила сокращения, гСила сокращения,нормированная кмассе мышцы, г/мгФаза нарастания, мсВремяполурасслабления, мсПлощадь под кривой,нормированная кмассе мышцы, г*мс/мгПрямое раздражениеКонтрольНикотин9.8 ± 0.39.1 ± 0.50.079 ±0.080 ±0.0030.003Непрямое раздражениеКонтрольНикотин9.0 ± 0.38.1 ± 0.40.073 ±0.071 ±0.0030.00319.3 ± 0.842.9 ± 2.917.7 ± 0.539.4 ± 2.619.8 ± 0.838.9 ± 2.418.8 ± 0.738.2 ± 2.35.97 ± 0.375.52 ± 0.384.97 ± 0.354.46 ± 0.37Результаты проведенных экспериментов показали, что никотин прихроническом введении с питьевой водой не влияет на параметры мышечныхсокращений ни при прямой, ни при непрямой стимуляции.
Это позволяетпредположить, что несмотря на деполяризацию мышечных волокон, никотин невызывает нарушений на уровне нервно-мышечной передачи.1154.3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВВ наших опытах впервые установлено, что хроническая никотинизация,модулирующаядесенситизациюнаномолярныйнХР,уровеньвызываетциркулирующегоизоформ-специфическиеникотинаиизмененияэлектрогенной активности Na,K-АТФазы в скелетных мышцах крысы, причемнаибольшую изменчивость демонстрирует 2-изоформа энзима. Наблюдаемыеэффекты могут быть следствием соответствующего изменения экспрессии либоактивности этой изоформы.
Имеются данные об изоформ-специфическомвлиянии холиномиметиков на Na,K-АТФазу и электрогенез скелетных мышечныхклеток, причем знак эффекта зависит от времени действия применяемыхлигандов. В опытах на культуре скелетных мышечных клеток линии С2С12 былопоказано, что при относительно кратковременном действии карбахолина вмикромолярной концентрации в течение нескольких суток количество 2изоформы Na,K-АТФазы увеличивается, что сопровождается гиперполяризациеймембраны (Henning et al., 1994; Kragenbrink et al., 1996). Об эффектах хроническициркулирующего никотина было известно очень мало.
Показано лишь снижениеферментативной активности и экспрессии 2-изоформы Na,K-АТФазы (безизменения экспрессии других изоформ) в сосудах гемато-энцефалическогобарьера и в мозге крысы в условиях хронического введения никотина в течение 14суток с помощью мини-помп (Wang et al., 1994).Интересно отметить, что деполяризация мембраны миентеральных нейронови гладкомышечных клеток при хроническом действии морфина возникает за счетуменьшения количества нейрональной 3-изоформы Na,K-АТФазы (Biser et al.,2002).Полученные нами данные свидетельствуют об ускорении сократительныхответов в условиях хронического применения никотина. При этом сравнениепараметров сократительных ответов при прямом и непрямом раздражениипозволяет предположить, что отмеченные изменения происходят в мышце как116таковой, а не на уровне синаптической передачи.
Наблюдаемое нами ускорениесокращений согласуется с данными о том, что в мышцах курильщиков табакаувеличивается доля быстрых волокон типа II и уменьшается доля медленныхволокон типа I (Larsson, Orlander, 1984). Схожая картина наблюдается и в мышцахкрыс, подверженных действию табачного дыма (Nakatani et al., 2003).
Механизмыэтих изменений неясны, однако наши данные, полученные в условиях инъекцийникотина, подтверждают скорее прямое участие никотина в подобныхнарушениях, нежели роль иных компонентов табачного дыма. Правда, ранее приисследовании скелетных мышц крыс, хронически получавших никотин, не былообнаружено достоверных изменений скорости сокращений, хотя наблюдалась таже тенденция, что и в наших опытах (Larsson et al., 1988).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
