Природа модулюючої дії оксиду азоту на електрогенез у гладеньких м’язах основної легеневої артерії та їх скорочення-розслаблення

Дослідження шляхів впливу NO на електричні властивості гладеньком’язових препаратів основної легеневої артерії кроля. Оцінка ролі калієвих каналів у формування мембранного потенціалу спокою гладеньком’язових клітин основної легеневої артерії кроля.

Рубрика Биология и естествознание
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 06.07.2014
Размер файла 54,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Показано, що внесок КСа-каналів великої провідності у вихідний трансмембранний іонний струм поодиноких ізольованих ГМК основної легеневої артерії кроля і у формування мембранного потенціалу спокою (МПС) ГМК смужок перевищує внесок КV-каналів.

Ключові слова: основна легенева артерія, гладеньком'язові клітини, внутрішньоклітинні кальцієві депо, кальційзалежні калієві канали великої провідності, оксид азоту, нітрогліцерин, тетраетиламоній, “сахарозний місток”, “patch-clamp”.

Аннотация

Тележкин В.С. “Природа модулирующего действия NO на электрогенез в гладких мышцах основной легочной артерии и их сокращения-расслабления”. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.02 - биофизика. - Институт физиологии им. А.А. Богомольца НАН Украины, Киев, 2003.

Наша работа посвящена исследованию возможных механизмов действия NO на гладкомышечные клетки (ГМК) основной легочной артерии кролика. В качестве донора NO использовался нитроглицерин (НГ).

Эксперименты на многоклеточных гладкомышечных полосках производились с использованием метода “сахарозный мостик” и тензометрии, с помощью которых изучалось действие NO на вызванные электрическую и сократительную активность деэндотелизированных гладкомышечных полосок основной легочной артерии. С помощью метода фиксации потенциала (“patch-clamp”) проводились исследования фармако-биофизических характеристик выходящего трансмембранного ионного тока, входящего потенциалзависимого Са2+-тока и одиночных KCa-каналов большой проводимости мембраны изолированных одиночных ГМК основной легочной артерии кролика и влияние на них NO.

Установлено, что NO расслабляет гладкие мышцы основной легочной артерии, и этот эффект опосредован, как минимум, четырьмя известными механизмами: стимуляцией активности КСа-каналов большой проводимости, угнетением активности высокопороговых потенциалзависимых Са2+-каналов L-типа, подавлением освобождения ионов Са2+ из инозитолтрифосфат-чувствительного компонента саркоплазматического ретикулума и влиянием на сократительный аппарат ГМК. Кроме того, результаты нашей работы указывают на то, что электрофизиологические свойства и, соответственно, реакции изолированных ГМК существенно отличаются от свойств и ответов ГМК многоклеточных препаратов.

Показано, что вклад КСа- каналов большой проводимости в выходящий трансмембранный ионный ток одиночных изолированных ГМК основной легочной артерии кролика и в формирование мембранного потенциала покоя (МПП) ГМК полосок превосходит вклад КV-каналов.

Ключевые слова: основная легочная артерия, гладкомышечные клетки, внутриклеточные кальциевые депо, кальцийзависимые калиевые каналы большой проводимости, оксид азота, нитроглицерин, тетраэтиламмоний, “сахарозный мостик”, “patch-clamp”.

Summary

Telezhkin V.S. “Nature of the modulatory effects of NO on the elektrogenesis in and contraction-relaxation of main pulmonary artery smooth muscles”. - Manuscript.

Thesis for A Candidate Biology degree by the speciality 03.00.02 - biophysics. - Bohomolets Institute of Physiology of The National Academy of Science of Ukraine, Kiev, 2003.

The dissertation is devoted to investigation of the mechanismes of the effects of nitric oxide (NO) on rabbit main pulmonary artery smooth muscle cells (PASMC). In our research, we used nitroglicerine (NG) as an NO donor.

The first part of the study was carried out on endothelium-denuded multicellular smooth muscle strips, by means of a sucrose-gap technique and tensometry, to measure the smooth muscle electrical and contractile activity and to investigate the modulation action of NO. All the experiments on smooth muscle strips were performed at +37 oC. The magnitudes of smooth muscle strip responses were normalized with respect to those (contraction and depolarization) evoked by application of the high-potassium 60 mM solution for each experiment.

NO relaxed smooth muscle strips with no hyperpolarization. NG decreased by about 20 % the muscle strip contraction induced by the high-potassium solution and caused the complete relaxation when NO acted in combination with a blocker of the voltage-gated L-type calcium channels (L-type Ca2+-channels), nifedipine. Such response pattern suggested that NO exerts an immediate effect on the PASMC contractile apparatus.

Our other experiments, in which we investigated the role of the intracellular calcium stores of PASMC in the NO effects, were carried out in normal and calcium-free solutions. A high-amplitude tonic contraction evoked by an б-adrenoreceptor agonist, phenilephrine, significantly depended on extracellular calcium, contrastingly to a small-amplitude transient caffeine-induced contraction. NG suppressed the phenilephrine-induced contraction approximately by 40 %, in both normal and calcium free solutions, but nearly did not reduce a contraction evoked by caffeine. These data show that NO affected calcium release from inositoltriphosphate-sensitive calcium stores but did not influence its release from the ryanodine-sensitive calcium stores in PASMC.

Investigation of the electrical and contractile responses of rabbit PASMC to applications of potassium channel blockers, tetraethylammonium (TEA) and 4-aminopyridine (4-AP), and the NO donor NG was performed under conditions of inhibition of the adrenergic and cholinergic neuromuscular transmission with phentolamine, propranolol, and atropine. TEA and 4-AP acted in a dose-dependent manner and evoked depolarization and smooth muscle contraction. Simultaneous action of TEA and 4-AP caused a significant depolarization, generation of action potentials (AP), and increased the contraction intensity. NG applied together with TEA and 4-AP completely inhibited APs and contraction, whereas the degree of depolarization did not change. These data indicate that calcium-dependent potassium channels of large conductivity (KCa-channels) play more significant role in the formation of the resting membrane potential in rabbit PASMC than voltage-gated 4-AP-sensitive potassium channels (KV-channels) do. This suggested that, in the presence of TEA and 4-AP, a supressive effect of NO on the AP generation and contraction results from inhibition of the L-type Ca2+-channels and from a decrease in the Ca2+-sensitivity of the contractile apparatus.

The second section of the study was carried out on isolated PASMC using a voltage-clamp (“patch-clamp”) technique under “whole-cell” configuration. TEA (5 mM) more than two-fold decreased the outward transmembrane current, whereas 4-AP (5 mM) at high positive potentials increased its amplitude. A simultaneous action of TEA (5 mM) and 4-AP (5 mM), however, not only significantly suppressed the transmembrane outward current, but also changed the activation threshold from -40 mV to -10 mV. NG (10 мM) increased the transmembrane current by 32.6±19.4 % (n=6) without changing the threshold activation potential and increased the probability of spontaneous outward transmembrane currents (STOCs)-like fluctuations observed at high positive potentials, that suggested the influence of KCa-channel activation. Application of TEA (1 mM) together with NG (10 мM) completely abolished STOCs-like fluctuations.

Experiments with recording of the activity of single channels showed the single KCa-channel conductance in an “outside-out” patch configuration calculated from the current-voltage plot is about 150 pS. TEA (1 mM) in an “outside-out” configuration completely inhibited unitary currents through the KCa-channels at a potential +40mV. In a “cell-attached” configuration experiments, NG (100 мM) enhanced the probability of channel opening to 180±5 %, compared with the controle. NG did not influence the amplitude of the single KCa-channel current.

The tests of the NO action on inward voltage-gated calcium currents performed in a “whole-cell” configuration showed that the current is passed through the high-threshold L-type Ca2+-channels. It was almost complitely inhibited by nifidipine (1 мM). NG (100 мM) decreased the current amplitude by 20 % or less.

In the path-clamp experiments, the outward transmembrane current was activated at potentials more positive than -40 mV, whereas under sucrose-gap conditions (which were quite close to the physiological ones), the potassium chanel activity was observed at the resting membrane potential (which in PASMC is about from -50 to -60 mV). So, such discrepansies suggest that the electrophisiological properties and responses of single PASMC and those of multicellular tussue preparations could significantly differ from each other.

Key words: main pulmonary artery, smooth muscle cells, intracellular calcium stores, calcium dependent potassium channels of large conductivity, nitric oxide, nitroglicerine, tetraethylammonium, sucrose-gap, patch-clamp.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Потенціал дії клітин. Особливості фази швидкої деполяризації, реполяризации, слідових потенціалів. Дослідження впливу входу натрію на внутрішньоклітинну концентрацію. Безперервне та сальтаторне розповсюдження нервового імпульсу. Фіксація потенціалу.

    реферат [452,1 K], добавлен 19.06.2010

  • Суть процесу перетворення азоту мікроорганізмами. Характеристика бульбочкових бактерій та вільноживучих азот-фіксаторів. Опис процесів амоніфікації, нітрифікації, денітрифікації. Особливості використання бактеріальних препаратів в сільському господарстві.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 21.09.2010

  • Відкриття та характеристика генетичного коду, його загальні властивості й практичне застосування. Будова ланцюгів РНК і ДНК. Вирощування культури клітин E. Coli на протязі багатьох поколінь в середовищі, що містить як джерело азоту хлористий амоній.

    реферат [855,7 K], добавлен 14.11.2015

  • Будова, призначення та місцезнаходження одношарового, багатошарового, залозистого, війчастого епітелію. Види та структура сполучних і м'язових тканин, їх функції. Основні складові нервової тканини, її роль у зв'язку організму з навколишнім середовищем.

    презентация [2,8 M], добавлен 01.10.2012

  • Загальна характеристика хрящової тканини, сутність диференціювання клітини. Органічні компоненти основної міжклітинної речовини. Гістогенез хрящової тканини та джерела трофіки суглобного хряща. Порівняння будови та розвитку хрящів безхвостих та ссавців.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.09.2010

  • Основні процеси, за допомогою якого окремі клітини прокаріотів і еукаріотів штучно вирощуються в контрольованих умовах. Здатність перещеплених клітин до нескінченного розмноженню. Культивування клітин поза організмом. Основні види культур клітин.

    презентация [1,3 M], добавлен 16.10.2015

  • Дослідження потужності електроенцефалограми людей з правобічним та лівобічним профілями асиметрії у стані функціонального спокою. Формування індивідуального профілю латералізації сенсорних і рухових функцій залежно від структурної організації мозку.

    статья [188,4 K], добавлен 24.04.2018

  • Основна структурно-функціональна одиниця всіх живих організмів. Основні типи клітин. Будова, розмноження клітин та утворення білка. Колоніальні та багатоклітинні організми. Заміщення відмерлих та пошкоджених тканин організму. Способи поділу клітин.

    презентация [5,6 M], добавлен 18.12.2011

  • Відкриття та дослідження молекули інсуліну, її хімічна будова. Біосинтез інсуліну, регуляція його секреції, функції та перетворення в організмі, властивості та біологічна дія. Методи визначення інсуліну, його застосування для виготовлення препаратів.

    реферат [2,7 M], добавлен 09.01.2010

  • Продигіозин - один з декількох вторинних бактеріальних метаболітів у якому метоксибіпірольний фрагмент включений у дипірометиленову структуру. Дослідження впливу концентраційного ряду іонів металів на інтенсивність кольору пігменту у мікроорганізмів.

    статья [327,4 K], добавлен 19.09.2017

  • Загальна характеристика класу Земноводних: поняття, біологічна класифікація, особливі властивості, принципи розповсюдження та кліматичні умови. Класифікація та різноманітність амфібій. Оцінка ролі та значення представників Земноводних в природі.

    реферат [28,1 K], добавлен 27.05.2013

  • Типи клітинної організації. Структурно-функціональна організація еукаріотичної клітини. Вплив антропогенних чинників на довкілля. Будова типових клітин багатоклітинного організму. Ракція клітин на зовнішні впливи. Подразливість та збудливість клітин.

    курсовая работа [4,0 M], добавлен 02.12.2012

  • Уявлення про клітину. Загальний план її будови. Основний білок мікрофіламентів. Швидкість росту мікрофіламентів при різних концентраціях вільного актину. Рух клітин і адгезійна взаємодія. Схема будови центріолі. Прогрес в розумінні механізму руху клітин.

    реферат [3,4 M], добавлен 19.12.2014

  • Стовбурові клітини як прародительки всіх без винятку типів клітин в організмі, знайомство з функціями. Загальна характеристика методу виділення клітин, вирощування органів на поживних середовищах. Аналіз найвідоміших прикладів наукових досягнень.

    презентация [871,2 K], добавлен 02.02.2014

  • Особливості визначення систематичного положення мікроорганізмів. Виявлення взаємозв'язку між морфологічними властивостями та ідентифікацією сапрофітних мікроорганізмів. Дослідження кількісних та якісних закономірностей формування мікрофлори повітря.

    курсовая работа [3,7 M], добавлен 26.01.2016

  • Вивчення механізмів зміни, розмноження та реплікації генетичної інформації. Особливості організації, будови та функції клітин. Забезпечення редуплікації ДНК, синтезу РНК і білка. Характеристика еукаріотів та прокаріотів. Кінцеві продукти обміну речовин.

    реферат [1,0 M], добавлен 19.10.2017

  • Ультраструктура та механізм регенерації клітин. Просвічуюча та скануюча електронна мікроскопія. Об'ємне зображення клітин. Електронограма інтерфазного ядра. Проведення складних морфометричних вимірювань у клітини завдяки використанню цитоаналізаторів.

    презентация [13,3 M], добавлен 24.02.2013

  • Колообіг азоту та вуглецю як основні біогеохімічні цикли, які відбуваються у наземних еко- і агроекосистемах. Вплив різних типів сівозміни та виду органічних добрив на нормовані параметри азото-вуглецевого обігу в агроценозах Лісостепу України.

    статья [229,5 K], добавлен 10.04.2015

  • Цитопатичні зміни інфікованих вірусом клітин. Неспецифічні ушкождення, причини цитопатичного ефекту і подальшої загибелі клітин. Характеристика та особливості цитолітичного ефекту. Виявлення біохімічних і цитохімічних змін при вірусних інфекціях.

    презентация [694,3 K], добавлен 27.05.2019

  • Об'єкти і методи онтогенетики. Загальні закономірності і стадії індивідуального розвитку. Генетична детермінація і диференціація клітин. Диференційна активність генів і її регуляція в процесі розвитку. Летальна диференціація клітин за розвитку еукаріотів.

    презентация [631,0 K], добавлен 04.10.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.