Цитоскелет и активные формы кислорода в механизмах регуляции сократительной активности гладкомышечных клеток Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

ЦИТОСКЕЛЕТ И АКТИВНЫЕ ФОРМЫ КИСЛОРОДА В МЕХАНИЗМАХ РЕГУЛЯЦИИ СОКРАТИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ГЛАДКОМЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК

Гусакова С.В., Баскаков М.Б., Ковалев И.В., Мельник О.С.,

Желудева А.С., Смаглий Л.В., Медведев М.А.

Сибирский государственный медицинский университет, кафедра биофизики и функциональной диагностики, г. Томск, 634050, ул. Московский тракт, д.2

Изучено влияние перекиси водорода на сократительную активность гладкой мышцы аорты крысы. Показано, что перекись водорода вызывает дополнительное увеличение механического напряжения сосудистых сегментов, вызванного деполяризацией мембраны гладкомышечных клеток гиперкалиевым раствором, но уменьшает сокращение, индуцированное фенилэфрином. В механизмы действия перекиси водорода на фенилэфрин-индуцированные сокращения гладких мышц аорты вовлечены элементы цитоскелета.

Ключевые слова: гладкие мышцы, цитоскелет, активные формы кислорода.

Универсальным механизмом адаптации и повреждения клеточных систем является окислительный стресс. Его основные эффекты воздействия на функциональные свойства клеток, в частности на сократительную активность мышечных клеток, связаны с увеличением концентрации активных форм кислорода (АФК). В последнее время все больше появляется сведений о том, что деполимеризация белков цитоскелета, активно участвующая в сократительной активности гладкомышечных клеток (ГМК), является начальным этапом повреждения клеток, вызванного оксидативным стрессом [1,2]. Цель работы: изучение роли микротубул и микрофиламентов цитоскелета в механизмах действия АФК на сократительные свойства сосудистых гладких мышц.

Исследования проводили на изолированных деэндотелизированных кольцевых сегментах грудного отдела аорты крысы методом механографии. Состояние микрофиламентов модулировали предобработкой сегментов цитохалазином D (0,5 мкМ, 30 мин.), микротубул - нокодазолом (10 мкМ, 60 мин.), микротубул и микрофиламентов - колхицином (10 мкМ, 90 мин.).

Перекись водорода (Н2О2) (500 мкМ) вызывала дополнительное увеличение механического напряжения сегментов, вызванного деполяризацией мембраны ГМК гиперкалиевым раствором, но уменьшала сокращение, индуцированное агонистом ai-адренорецепторов фенилэфрином. В присутствии колхицина активирующее влияние Н2О2 на сокращения, вызванные хлоридом калия, не изменялось, тогда как фенилэфрин-индуцированное сокращение достоверно усиливалось. После обработки гладкомышечных сегментов нокодазолом влияние Н2О2 на сокращения, вызванные как хлоридом калия, так и фенилэфрином не изменялось. В присутствии цитохалазина D активирующее влияние Н2О2 на гиперкалиевое сокращение сохранялось. Наоборот, релаксирующее влияние Н2О2 на фенилэфрин-индуцированные сокращения статистически значимо увеличилось. Таким образом, потенцирование расслабляющего влияния Н2О2 на фоне колхицина и, особенно, цитохалазина D при фенилэфрин-индуцированном сокращении гладких мышц аорты крысы свидетельствует о вовлечении элементов цитоскелета в этот процесс.

Исследование выполнено при поддержке РФФИ (контракты №09-04-99026 и №07-04-01184) и ФЦП (контракты №>П445 и №02.740.11.5031).

Литература

1. Ardanaz N., Pagano G. Hydrogen peroxide as a paracrine vascular mediation regulation and signaling leading to disfunction // Experiment Biology and Medicine. - 2006. - Vol. 231 - P. 237-251.

2. Dalle-Donne I., Rossi R., Milzani A. et al. The actin cytoskeleton response to oxidants: from small heat shock protein phosphorylation to changes in the redox state of actin itself // Free radical biology & medicine. - 2001. - 31(12). P. 16241632.

3. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2009. Т. 11. № 4.

4. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2008. Т. 10. № 4.

5. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2007. Т. 9. № 4.

6. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2006. Т. 8. № 4.

7. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2005. Т. 7. № 4.

8. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2004. Т. 6. № 4.

9. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2003. Т. 5. № 4.

10. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2002. Т. 4. № 1.

11. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т. 3. № 1.

12. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2000. Т. 2. № 1.

13. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2009. Т. 11. № 12.

14. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2008. Т. 10. № 12.

15. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2007. Т. 9. № 12.

16. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2006. Т. 8. № 12.

17. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2005. Т. 7. № 12.

18. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2004. Т. 6. № 12.

19. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2003. Т. 5. № 12._____________

Материалы X международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва

20. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2002. Т. 4. № 1.

21. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т. 3. № 1.

22. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2000. Т. 2. № 1.

CYTOSKELETON AND REACTIVE OXYGEN SPECIES IN THE MECHANISM OF REGULATION CONTRACTILE ACTIVITY OF SMOOTH MUSCLE CELLS

Gusakova SV, Baskakov MB, Kovalev IV, Melnik, OS,

Zheludeva AS, Smagly LV, Medvedev MA

Siberian State Medical University, Department of Biophysics and functional diagnosis, 634050, Tomsk, Moskovsky Trakt, 2

The effect of hydrogen peroxide on the contractile activity of smooth muscle of rat aorta. It is shown that hydrogen peroxide causes an additional increase in the mechanical stress of vascular segments, caused by membrane depolarization of smooth muscle cells hyperpotassium solution, but reduces the reduction induced phenylephrine. In the mechanisms of action of hydrogen peroxide on the phenylephrine-induced contraction of smooth muscles of aorta involved elements of the cytoskeleton.

Key words: smooth muscle, cytoskeleton, reactive oxygen species.

Материалы X международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва