CC BY
8РЕГУЛЯЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РИТМОГЕНЕЗА ПРАВОЙ ФАЛЛОПИЕВОЙ ТРУБЫ ПЕЙСМЕКЕРНОЙ АКТИВНОСТЬЮ ЛЕВОГО РОГА
Казарян К.В.
доктор биологических наук, заведующая лабораторией
Унанян Н.Г.
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
Пилипосян Т.А.
кандидат биологических наук, научный сотрудник
Чибухчян Р.Г.
кандидат биологических наук, научный сотрудник
Мкртчян А.В.
младший научный сотрудник, лаборатория физиологии гладких мышц, Институт физиологии им. Л.А. Орбели Национальной академии наук Республики Армения, г. Ереван, Респаублика Армения
REGULATION OF ELECTRICAL RHYTHMOGENESIS IN THE RIGHT FALLOPIAN TUBE BY PACEMAKER ACTIVITY OF THE LEFT HORN
Kazaryan Q.,
head of the laboratory of smooth muscle physiology,
Hunanyan N.,
senior researcher in the laboratory of smooth muscle physiology,
Piliposyan T.,
researcher in the laboratory of smooth muscle physiology,
Chibukhchyan R.,
researcher in the laboratory of smooth muscle physiology,
Mkrtchyan A.
junior researcher in the laboratory of smooth muscle physiology Institute of Physiology after L.A. Orbeli DOI: 10.5281/zenodo.6575748
Аннотация
Изучена взаимосвязь между собой электрической активности овариальных областей обоих фаллопиевых труб. Выявлена тесная зависимость автоматизма правой маточной трубы от активности левого рога. Изоляция последнего значительно уменьшает величины основных параметров ритмогенеза правой маточной трубы. Хотя левый рог характеризуется более высокими показателями автоматизма по отношению к правому рогу полученные в работе результаты свидетельствуют о возможности последнего участвовать в реализации функции всего органа. Abstract
The relationship between electrical activities of the right and left ovarian horn areas was studied. It was revealed that automatism of the right ovarian horn area is greatly dependent on the activity of the left. Isolation of the latter significantly reduces the values of the main parameters of rhythmogenesis in the right fallopian tube. Although the left horn is characterized by higher values of activity parameters in relation to the right horn, the results obtained in the work indicate the possibility of the right ovarian horn area to participate in the implementation of the function of the organ.
Ключевые слова: спонтанная активность, потенциал действия, овариальная зона, перерезка, миомет-
рий.
Keywords: spontaneous activity, action potential, ovarian horn area, transection, myometrium.
Введение
Спонтанная электрическая активность мио-метриальной ткани репродуктивного органа представляет собой вспышки потенциалов действия, которые способны периодически возникать и постепенно затухать в пейсмекерных зонах мышечных слоев. Описанная активность наблюдается как у беременных, так и небеременных животных (2,4). Известно, что в поздние сроки беременности наблю-
дается распространение вдоль органа перистальтических волн, сопряженных синхронно с вспышками спайковой активности (3,5,6).
Еще в ранних исследованиях по отношению к любой гладкомышечной клетке миометриальной ткани, подобно клеткам мочеточника (13), была выявлена определенная способность генернировать спонтанную электрическую активность, зависящую от деполяризации потенциала покоя (7,8). Од-
нако, в миометрии репродуктивного органа ритмо-генные зоны были обнаружены лишь в определенных локусах проксимальных овариальных областей фаллопиевых труб в отличие от тела матки (2,3,4,10,14).
Вместе с тем локализация пейсмекеров овари-альной зоны определяет полярность распространения волны сократимости вдоль органа и, тем самым, играет ведущую роль в этом процессе (9,11,12).
Как известно, маточные трубы, являющиеся парными органами, характеризуются идентичными физиологическими свойствами, обеспечивающими функциональную деятельность всей репродуктивной системы. В тоже время, нельзя исключить наличие определенной ассиметрии между показателями их ритмогенеза.
Исходя из вышеизложенного вызывает определенный интерес изучение возможной регуляции электрической активности каждым из рогов матки соответственно противоположно расположенного к нему парного рога. Решению данного вопроса и посвящена настоящая работа.
Материалы и методы исследований
Работа выполнена в условиях in situ на самках крыс массой 200 - 250 г. Животные анестезировались нембуталом (40-45 мг/кг) внутрибрюшинно. Эксперименты были острыми и после завершения регистрации животные забивались. Вскрывалась брюшная полость и обнажался корпус матки с расположенными с двух сторон маточными трубами. Матка денервировалась перерезкой корешков нервов plexus hypogastrics, uterinus, uterovaginal (1). Регистрация активности проводилась одновременно с поверхности проксимальных отделов
обоих маточных рогов (рис. 1). Спонтанная электрическая активность в виде потенциалов действия из указанных отделов органов отводилась биполярными электродами (межэлектродное расстояние соответствовало 2 мм).
Анализ электрофизиологических регистраций проводился путем определения значений следующих параметров спонтанных потенциалов действия: амплитуда (А), скорость нарастания амплитуды (V), продолжительность нарастания ( продолжительность увеличения амплитуды потенциала действия до максимального значения при фазе нарастания) ( Т/2), половина ширины (время, за которое формируется верхняя часть пика, начиная с уровня мембранной поляризации, соответствующей половине амплитуды потенциала действия при фазе нарастания до этого же уровня потенциала при фазе падения) (t). Программа, обеспечивающая регистрацию сигналов, разработана с применением пакета программ Lab View. Последующий статистический анализ зарегистрированных сигналов проводился с использованием пакетов программ Origin-8.5 и Sigma Plot 11.0. Оценка достоверности изменения полученных данных осуществлялась согласно t-критерию Стьюдента.
Все работы с животными были проведены в соответствии с правилами «Европейской конвенции о защите животных, используемых в экспериментах» (Директива 2010/ 63/EU).
Результаты и обсуждение
Согласно представленной на рис.1 схеме в работе проводилась одновременная регистрация вспышек электрической активности с поверхности овариальных зон обоих маточных труб.
правый левый
рог рог
'V
Рис. 1. Схематическое изображение маточных труб крысы. 1,2— соответственно области регистрации из овариальных областей левого и правого рога маточной трубы; 1,11 - области перерезок.
Автоматизмы как правого, так и левого рогов характеризуются идентичными типами разрядов активности (рис.2).
Рис. 2. Спонтанная электрическая активность областей 1,2 (рис. 1) миометрия в норме. Справа представлены усредненные контуры единичных ПД вспышек.
Вместе с тем, проведение сравнительного анализа электрофизиологических свойств вспышек потенциалов действия выявило определенные различия между их значениями. Как видно из таблицы 1 в норме показана значительная разница между величинами основных параметров автоматизма того
и другого маточных труб. В частности, наблюдается наибольшая величина амплитуды и скорости ее нарастания потенциалов действия спонтанной активности левого рога. Об этом свидетельствуют также представленные на рис. 2 последовательности чередующихся спайков вспышек, а также их контуры из двух ритмогенных областей.
Таблица 1
Показатели потенциалов действия активности овариальных областей маточного рога в норме
Области регистрации и количество экспериментов, п Амплитуда потенциалов действия (А), мкВ Средняя скорость нарастания пика (V), мкВ/сек Продолжительность нарастания пика (T/2), сек Половина ширины (1), сек
Овариальная область, левый рог(1), П =19 69,12 ±4,20 1201,24±88,80 0,06±0,00 0,06±0,00
Овариальная область, правый рог (2), п =19 42,61±1,92 668,00±14,11 0,06±0,00 0,05±0,00
Взаимосвязь между собой электрической активности исследуемых областей обоих рогов определялась путем изначальной изоляции левой фаллопиевой трубы (таблица 2). После столь резкой травмы органа анализ параметров активности правого рога проводился спустя 15 мин. после перерезки (период времени, в течение которого прослеживались все изменения в характеристике активности до установления стабильной картины регистрируемых вспышек).
А
120
А V Т/2 t
Полученный нами анализ значений показателей потенциалов действия правого рога проводился в процентном соотношении по отношению к наблюдаемой норме (рис. 3). Как видно из рисунка, после перерезки левого рога наблюдаются значительные изменения в значениях основных характеристик правой маточной трубы; амплитуда потенциалов действия понижается на 36 %, а скорость ее нарастания - на 47%. Таким образом, выявляется довольно тесная взаимосвязь межу автоматизмами правого рога и левого рога.
Б
Рис. 3. Влияние активности левого рога на активность правой маточной трубы.
А. Черные столбики-процентные соотношение показателей правой маточной трубы по отношению к норме после перерезки левого рога, белые столбики процентные соотношение показателей правого рога после перерезки по отношению к условиям после перерезки левого рога. Норма представлена штриховой линией соответственно и для
белых столбиков и для черных столбиков. Б - наложение друг на друга усредненных форм ПД правого рога в норме (сплошной контур), после перерезки левого (точечный контур) и после его перерезки (штриховой контур).
Таблица 2.
Показатели потенциалов действия активности правой овариальной области маточного рога в норме и
после пе ререзки левого рога
Области регистрации и количество экспериментов, п Амплитуда потенциалов действия (A), мкВ Средняя скорость нарастания пика(У), мкВ/сек Продолжительность нарастания пика(Т/2), сек Половина iiiii|)iiiii>i(t), сек
Овариальная область правый рог,(норма), п =19 42,61±1,92 668,00±14,11 0,06±0,00 0,05±0,00
Овариальная область правый рог, (после перерезки левого рога), п =19 25,88±0.41 381,02±37.79 0,06±0,00 0,05±0,00
Если изоляция левой маточной трубы сопут-ствуется незначительными изменениями значений его основных параметров активности (А, V), то в отношении правого рога наблюдается дальнейшее уменьшение амплитуды потенциалов действия почти на 53 % (рис. 3).
В результате можно отметить: перерезка правого рога по сравнению с левой фаллопиевой трубой сопутствуется значительным уменьшением характеристики его автоматизма, однако тем не менее данный орган, возможно, обладает некими резервными возможностями для выполнения основной функций репродуктивного органа.
Список литературы
1. Авдей Г.М. Неврология, учебное пособие Гродно, 2003.
2. Buhimschi C.S., Saade G.R., Buhimschi I.A., Gokdeniz R., Boyle M.B., Garfield R.E. Effect of stimulatory and inhibitory drugs on uterine electrical activity measured noninvasively from the abdominal surface of pregnant rats. // Am. J. Obstet. Gynecol., 2000, v.183, №1, p. 68-75.
3. Crane L.H., Martin L. In vivo myometrial activity in the rat during the oestrous cycle: studies with the novel technique of video laparoscopy. // Reprod. Fertil. Dev., 1991b, v.3, p.185-199.
4. Crane L.H., Martin L. Pace-maker activity in the myometrium of the oestrous rat: in vivo studies using video-laparoscopy. // Reprod. Fertil. Dev., 1991c, v.3, p. 519-527.
5. Garfield R.E., Daniel E.E., Dukes M., Fitzgerald J.D. Changes of gap junctions in myometrium of guinea pig at parturition and abortion. // Can. J. Physiol. Pharmacol, 1982, v. 60, № 3, p. 335-341.
6. Garfield R.E., Maner W.L. Physiology and electrical activity of uterine contractions. // Semin. Cell. Dev. Biol., 2007, v.18, № 3, p.289-295.
7. Kanda S., Kuriyama H. Specific features of smooth muscle cells recorded from the placental region of the myometrium of pregnant rats. // J. Physiol., 1980, v.299, p.127-144.
8. Kao C.Y. Ionic basis of electrical activity in uterine smooth muscle. // In: Cellular biology of the uterus. Edited by Wynn R.M., Appleton-Century-Crofts, New York, 1967, p. 386-408.
9. Lammers W.J.E.P., Mirghani H., Stephen B., Dhanasekaran S., Wahab A., Al Sultan M.A.H., Abazer F. Patterns of electrical propagation in the intact pregnant guinea pig uterus. // Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2008, v. 294, №3, R919-R928.
10. Maul H., Maner W. L., Saade G.R., Garfield R.E. The physiology of uterine contractions. // Clin. Perinatol., 2003, v.30, p. 665-676.
11. Mikkelsen E., Johansen P., Fuglsang-Fred-eriksen A., Uldbjerg N. Electrohysterography of labor contractions: propagation velocity and direction. // Acta Obstet Gynecol Scand, 2013, v. 92, p. 1070-1078.
12. Rabotti C., Mischi M. Propagation of electrical activity in uterine muscle during pregnancy. // Acta Physiol (Oxf)., 2015, v. 213, № 2, p. 406-416.
13. Shuba M. F. The effect of sodium-free and potassium-free solutions, ionic current inhibitors and ouabain on electrophysiological properties of smooth muscle of guinea-pig ureter. // J Physiol., 1977, 264(3): 837-851.
14. Wray S., Duggins K., Iles R., Nyman L., Osman V. The effects of metabolic inhibition and acidification on force production in the rat uterus/ / Exp. Physiol. 1992. V. 77. N 2. P. 307—319.
