Порівняння впливу каліксарену С-99 та уабаїну на спонтанні та викликані скорочення поздовжніх гладких м"язів матки щурів. Зниження максимальної сили окситоцинових скорочень. Чутливість швидкості розслаблення гладеньком’язових препаратів при дії уабаїну.
При низкой оригинальности работы "Порівняльний аналіз механокінетики скоротливої активності гладеньких м’язів, міометрія щурів за дії каліксарену с-99 та уабаїну", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ МЕХАНОКІНЕТИКИ СКОРОТЛИВОЇ АКТИВНОСТІ ГЛАДЕНЬКИХ МЯЗІВ МІОМЕТРІЯ ЩУРІВ...Відомо, що каліксарен із шифром С-99 селективно та з високою спорідненістю здатен інгібувати Na , K -АТР-азу (порівняно з відомим інгібітором цього ензиму - уабаїном) препаратів плазматичної мембрани гладенькомязових клітин. Тому в роботі було здійснено співставлення закономірностей впливу каліксарену С-99 й уабаїну (обидві сполуки в концентрації 10 МКМ) на спонтанні та індуковані (гіперкалієвим розчином, ацетилхоліном і окситоцином) скорочення поздовжніх гладеньких мязів матки щурів. Скоротливу активність досліджували тензометрично в ізометричному режимі; аналіз кінетичних властивостей скорочень здійснювали із розрахунком нормованих максимальних швидкостей окремо фаз скорочення (Vnc) і розслаблення (Vnr). Також каліксарен С-99 і уабаїн не змінювали максимальну силу ацетилхолінових (10 МКМ) та K -індукованих (80 ММ) скорочень і не впливали на характер наростання скоротливих відповідей (параметр Vnc залишався без змін).Зокрема, для калікс[4]аренів з шифрами С-97, С-99 і С-107 доведена здатність селективно і з високою спорідненістю (порівняно з уабаїном) інгібувати Na , K -АТР-азу ізольованих препаратів плазматичної мембрани клітин міометрія свині [1, 4, 23]. Метою цієї роботи було здійснити порівняльне дослідження впливу каліксарену С-99 та уабаїну на скоротливу активність поздовжніх гладеньких мязів матки щурів. Каліксарен С-99 попередньо розчиняли в ДМСО і в концентрації 10 МКМ вносили у розчин Кребса (остаточно аліквота розчину органічного розчинника становила 0,1% від загального обєму цього розчину) за 20 хв до вивчення механічної активності препаратів. Тому нами початково було досліджено дію речовин-інгібіторів натрієвої помпи(каліксарену С-99, а також для порівняння - уабаїну) на спонтанну скоротливу активність гладеньких мязів матки щурів. Попередня інкубація препаратів гладеньких мязів у розчині Кребса з калікса-реном С-99 або уабаїном (обидва у концентрації 10 МКМ) призводила до активації спонтанних скорочень (підвищення амплітуди і зростання частоти), яка проявлялася з перших хвилин дії речовин; при цьому рівень тонусу не зазнавав змін (рис.1, А і Б).Уабаїн і каліксарен С-99 (обидві сполуки в концентрації 10 МКМ) змінюють спонтанну скоротливу активність, спричиняючи вірогідне підвищення амплітуди і частоти скорочень. Обидві сполуки однаковою мірою спричиняють зниження сили окситоцинових (0,1 МО) скорочень, викликаючи також пришвидшення наростання сили скоротливих відповідей (це відобразилось у підвищенні параметра Vnc). Каліксарен С-99 і уабаїн не змінюють максимальну силу ацетилхолінових (10 МКМ) та K -індукованих (80 ММ) скорочень, не впливаючи на характер наростання скоротливих відповідей (параметр Vnc залишився без змін). Чутливість швидкості розслаблення гладенькомязових препаратів за дії уабаїну і каліксарену С-99 залежить від характеру стимулювання скоротливих відповідей: у випадку окситоцинових скорочень знижується, а для K -індукованих скорочень - залишається без змін. Загалом, уабаїн і каліксарен С-99 односпрямовано змінюють механокінетичні параметри спонтанних і викликаних агоністами та деполяризацією плазматичної мембрани скорочень міометрію щурів.
Вывод
Уабаїн і каліксарен С-99 (обидві сполуки в концентрації 10 МКМ) змінюють спонтанну скоротливу активність, спричиняючи вірогідне підвищення амплітуди і частоти скорочень.
Обидві сполуки однаковою мірою спричиняють зниження сили окситоцинових (0,1 МО) скорочень, викликаючи також пришвидшення наростання сили скоротливих відповідей (це відобразилось у підвищенні параметра Vnc).
Каліксарен С-99 і уабаїн не змінюють максимальну силу ацетилхолінових (10 МКМ) та K -індукованих (80 ММ) скорочень, не впливаючи на характер наростання скоротливих відповідей (параметр Vnc залишився без змін). Чутливість швидкості розслаблення гладенькомязових препаратів за дії уабаїну і каліксарену С-99 залежить від характеру стимулювання скоротливих відповідей: у випадку окситоцинових скорочень знижується, а для K -індукованих скорочень - залишається без змін.
Загалом, уабаїн і каліксарен С-99 односпрямовано змінюють механокінетичні параметри спонтанних і викликаних агоністами та деполяризацією плазматичної мембрани скорочень міометрію щурів.
Отже, можна передбачити, що ефект каліксарену С-99 на функціонування гладеньких мязів міометрію щурів є аналогічним до дії уабаїну і, принаймні значною мірою, опосередковується інгібуванням натрієвої помпи плазматичної мембрани.
ПОДЯКА
Автор висловлює щиру подяку членові-кореспонденту НАН України, професору С.О. Костеріну за плідну співпрацю у галузі вивчення біофізикохімічних механізмів дії каліксаренів на трансмембранний обмін катіонів у гладеньких мязах і на електро- та фармакомеханічне спряження в них, зокрема, за участь в аналізі й об-говоренні одержаних результатів щодо дії каліксарену С-99. Також автор щиро вдячна членові-кореспонденту НАН України, професору В.І. Кальченку за люб’язно наданий для досліджень каліксарен С-99.
1. Лабинцева Р.Д., Слінченко Н.М., Векліч Т.О. та ін. Порівняльне дослідження впливу каліксаренів на Mg2 -залежні АТР-гідролазні ферментативні системи гладенькомязових клітин матки. Укр. біохім. журнал, 2007; 79 (3): 44-54.
2. Цимбалюк О.В., Костерін С.О., Кальченко В.І., Родік Р.В. Механокінетичні параметри скоротливої активності гладеньких мязів caecum щура за умов хронічної дії каліксарену С107 in vivo. Фізика живого, 2010; 18(1): 47-51.
3. Цимбалюк О.В., Костерін С.О., Кальченко В.І., Родік Р.В. Порівняльне вивчення в до-слідах in vitro та in vivo впливу каліксарену С107 та уабаїну на Na ,K -АТФ-азну активність в плазматичних мембранах гепатоцитів щурів. Укр. біохім. журнал, 2010; 82(4): 78-85.
4. Цимбалюк О.В., Онуфрийчук О.В., Векліч Т.О. та ін. Порівняльне дослідження впливу оуабаїну і каліксарен біс-гідроксиметилфос-фонової кислоти на активність Na /K -АТФАЗИ на міханокінетику процесу “скорочення-розслаблення” гладенького мязу. Фізика живого, 2006; 14(1): 53-72.
5. Ausina Р., Savineau J.P., Hernandez J.S. et al. Effect of inhibition of the electrogenic Na /K pump on the mechanical activity in the rat uterus. Fundam. Clin. Pharmacol, 1996; 10: 38-46.
ISSN 1996-4536 • Біологічні Студії / Studia Biologica • 2014 • Том 8/№1 • С. 63-72
70 О. В. Цимбалюк
6. Baldini L., Casnati A., Sansone F., Ungaro R. Calixarene-based multivalent ligands. Chem. Soc. Rev, 2007 Feb; 36(2): 254-66.
7. Burdyga Th.V., Kosterin S.A. Kinetic analysis of smooth muscle relaxation. Gen. Physiol. Biophys, 1991; 10: 589-598.
8. Fluoroaluminates mimic muscarinic-and oxytocin-receptor-mediated generation of inositol phosphates and contraction in the intact guinea-pig myometrium.Role for a pertussis/cholera-toxin-insensitive G protein. Biochem. J, 1988; 255: 705-713.
9. Jacobs B.E., Liu Y., Pulina M.V.et al. Normal pregnancy: mechanisms underlying the paradox of a ouabain-resistant state with elevated endogenous ouabain, suppressed arterial sodium calcium exchange, and low blood pressure. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol, 2012; 302(6): H1317-H1329.
10. Matchkov V.V. Mechanisms of cellular synchronization in the vascular wall. Mechanisms of vasomotion. Dan. Med. Bull, 2010; 57(10): B4191.
11. Matchkov V.V., Gustafsson H., Rahman A. et al. Interaction Between Na /K -Pump and Na / Ca2 -Exchanger Modulates Intercellular Communication. Circ. Res, 2007; 100: 1026-1035.
12. Matthews E. K., Sutte M.C. Ouabain-induced changes in the contractile and electrical activity, potassium content, and response to drugs, of smooth muscle cells. Can. J. Physiol. Pharmacol, 1967; 45(509): 509-520.
13. Koltsova S.V., Trushina Yu., Haloui M. et al. Ubiquitous [Na ]i/[K ]i-Sensitive Transcriptome in Mammalian Cells: Evidence for Ca2 i-Independent Excitation-Transcription Coupling. PLOS ONE 7(5): e38032. doi:10.1371/journal.pone.0038032.
14. Ortega A., Aleixandre A. Role of Na /K -ATPASE in the high extracellular calcium-induced impairment of rabbit aorta contractile activity. Vascul. Pharmacol, 2004; 41(2): 75-81.
15. Padilha A.S., Salaices M., Vassallo D.V. et al. Hypertensive effects of the iv administration of picomoles of ouabain. Braz. J. Med. Biol. Res, 2011; 44(9): 933-938.
16. Parkington H.C., Tonta M.A., Davies N.K. et al. Hyperpolarization and slowing of the rate of contraction in human uterus in pregnancy by prostaglandins E2 and f2alpha: involvement of the Na pump. J. Physiol, 1999; 1, 514(Pt 1): 229-243.
18. Phillippe M., Chien E.K. Intracellular signaling and phasic myometrial contractions. J. Soc. Gynecol. Investig, 1998; 5(4): 169-177.
19. Quinn K., Guibert С., Beech D.J. Sodium-potassium-ATPASE electrogenicity in cerebral precapillary arterioles. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol, 2000; 279: H351-H360.
20. Schoner W., Scheiner-Bobis G. Endogenous and exogenous cardiac glycosides: their roles in hypertension, salt metabolism, and cell growth. Am. J. Physiol. Cell. Physiol, 2007; 293: C509-C536.
21. Schoner W., Scheiner-Bobis G. Role of endogenous cardiotonic steroids in sodium homeostasis. Nephrol. Dial. Transplant, 2008; 23: 2723-2729.
22. Suhail M. Na ,K -ATPASE: Ubiquitous Multifunctional Transmembrane Protein and its Relevance to Various Pathophysiological Conditions. Clin. Med. Res, 2010; 2(1): 1-17.
23. Veklich T., Shkrabak O., Kosterin S. A comparative study of influence of the calixarenes on the activity Na ,K -ATPASE and Mg2 -ATPASE in smooth muscle sarcolemma. Annales Universitatis Mariae Curie-Sclodowska, 2008; XXI, 1(45): 253-255.
ISSN 1996-4536 • Біологічні Студії / Studia Biologica • 2014 • Том 8/№1 • С. 63-72
ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ МЕХАНОКІНЕТИКИ СКОРОТЛИВОЇ АКТИВНОСТІ ГЛАДЕНЬКИХ МЯЗІВ МІОМЕТРІЯ ЩУРІВ... 71
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE MECHANOKINETICS
OF CONTRACTILE ACTIVITY OF MYOMETRIUM SMOOTH MUSCLES UNDER CALIXARENE C-99 AND OUABAIN ACTION
It is known that calix[4]arene with cipher C-99 selectively and with high affinity capable of inhibiting the Na , K -ATPASE (compared with a known inhibitor of this enzyme - ouabain) of smooth muscle cells plasma membrane preparations. Therefore, the work was carried out comparative study of influence calixarene C-99 and ouabain (both compounds at a concentration of 10 ?M) on spontaneous and caused (high-potassium solution, acetylcholine and oxytocin) contractions of the rat uterus longitudinal smooth muscles. Contractile activity studied tensometrically in isometric mode, analysis of the kinetic properties of contractions performed the calculation of the normalized maximal velocity of contraction (Vnc) and relaxation (Vnr) phases. Ouabain and calixarene C-99 unidirectional changed the spontaneous contractile activity, causing a significant increase in the amplitude and frequency of contractions. Both compounds are equally causing decrease in maximum force oxytocin-evocked (0.1 IU) contractions, also causing acceleration the growth of force (this is reflected in the increasing parameter Vnc). Also calixarene C-99 and ouabain not change the maximum force of acetylcholine-(10 ?M) and K -induced (80 MM) contractions and do not affect the character of growth of contractile responses (Vnc parameter remains unchanged). The responsiveness of relaxation velocity for the actions ouabain and calixarene C-99 depend on the nature of stimulation: in the case of oxytocin-evocked contractions it decreased and for K -induced contractions - remained unchanged. Thus, ouabain and calixarene C-99 unidirectional changed the mechanokinetical parameters of spontaneous, agonist- and depolarization-induced contractions of rat myometrium. These results suggest that the effect of calixarene C-99 on the rat uterus smooth muscles is similar to the action of ouabain and is caused by inhibition of plasma membrane sodium pump.
Keywords: smooth muscle, uterus, contraction, kinetical parameters, calixarene C-99, plasma membrane Na , K -ATPASE.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНОКИНЕТИКИ СОКРАТИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ГЛАДКИХ МЫШЦ МИОМЕТРИЯ КРЫС
ПРИ ДЕЙСТВИИ КАЛИКСАРЕНА С-99 И УАБАИНА
О. В. Цимбалюк
Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко ул. Владимирская, 64/13, Киев 01601, Украина e-mail: otsimbal@univ.kiev.ua
Известно, что каликс[4]арен с шифром С-99 селективно и с высоким сродством способен ингибировать Na , K -АТР-азу (по сравнению с известным ингибитором этого фермента - уабаином) препаратов плазматической мембраны гладко-
ISSN 1996-4536 • Біологічні Студії / Studia Biologica • 2014 • Том 8/№1 • С. 63-72
72 О. В. Цимбалюк мышечных клеток. Поэтому в работе было осуществлено сравнение закономерностей влияния каликсарена С-99 и уабаина (оба соединения в концентрации 10 МКМ) на спонтанные и вызванные (гиперкалиевим раствором, ацетилхолином и окситоцином) сокращения продольных гладких мышц матки крыс. Сократительную активность исследовали тензометрически в изометрическом режиме, анализ кинетических свойств сокращений осуществляли с расчетом нормированных максимальных скоростей отдельно фаз сокращения (Vnc) и расслабления (Vnr). Уабаин и каликсарен С-99 однонаправленно изменяли спонтанную сократительную активность, вызывая достоверное повышение амплитуды и частоты сокращений. Оба соединения в равной степени вызывали снижение максимальной силы окситоциновых (0,1 МЕ) сокращений, вызывая также ускорения нарастания силы сократительных ответов (это отразилось в повышении параметра Vnc). Также каликсарен С-99 и уабаин не изменяли максимальную силу ацетилхолиновых (10 МКМ) и K -вызванных (80 ММ) сокращений и не влияли на характер нарастания сократительных ответов (параметр Vnc оставался без изменений). Чувствительность скорости расслабления гладкомышечных препаратов при действии уабаина и каликсарена С-99 зависела от характера стимулирования сократительных ответов: в случае окситоциновых сокращений она снижалась, а K -вызванных сокращений - оставалась без изменений. В целом, уабаин и каликсарен С-99 однонаправленно изменяли механокинетические параметры спонтанных и вызванных агонистами и деполяризацией плазматической мембраны сокращений миометрия крыс. Можно предположить, что эффект каликсарена С-99 на функционирование гладких мышц миометрия крыс аналогичен действию уабаина и опосредуется ингибированием натриевой помпы плазматической мембраны.
Ключевые слова: гладкие мышцы, матка, сокращение, кинетические параметры, каликсарен С-99, Na , K -ATP-аза плазматической мембраны.
Одержано: 03.01.2014
ISSN 1996-4536 • Біологічні Студії / Studia Biologica • 2014 • Том 8/№1 • С. 63-72
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
