» о
К
>
Д
Е
>
к
>
»
w
à
S Ç
> w
bO
о о
%
100 80 60 40 20 0
100 80 60 40 20 0
100 80 60 40 20
m. EDL 70 имп/с ■i-i-i.
20 имп/с
(B)
"(a)
m. soleus 70 имп/с
■1 ■2
■ 3
•4
^ 50 имп/с (6) ; i j i izi izizi i izi izi
20 имп/с
■(в)
- Û.
(a)
Diaphragma 70 имп/с
1 2 3
•ffl—а—a—a—в—m—и—и
50 имп/с
(6) V
-ffl-ffi-ta-H-H-B-B-D-g-P-B
- Û,
20 имп/с
0
10
12 14 < ПКП
0 2 4 6 8 10 12 14 0
< ПКП
4 6 8 10 12 14 < ПКП
Рис. 1. Влияние соединения № 547 на депрессию амплитуд ПКП в условия высокочастотной ритмической стимуляции нерва. По оси абсцисс - порядковый номер ПКП в пачке импульсов. По оси ординат - средняя амплитуда соответствующих ПКП, выраженная в процентах к амплитуде первого ПКП. (а - 70 имп/с, б -50 имп/с, в - 20 имп/с). Для m. EDL и m. soleus: 1 - контроль, 2 - соед. № 547 1 • 10-9 моль/л, 3 - соед. № 547 5 • 10-9 моль/л, 4 - соед. № 547 1 • 10-8 моль/л; для diaphragma: 1 - контроль, 2 - соед. № 547 1 • 10-8 моль/л, 3 - соед. № 547 1 • 10-7 моль/л.
W
U
S ^
X S
и
i
и
i ^
> >
и «
S
и >
о
X S
и
Ç
о
4
о
я о
5
со
W о
»
X о
ч о
2
4
6
8
2
412
ПЕТРОВ и др.
которых характерны короткие разряды с частотой 70-100 имп/с (5-10 в пачке); m. soleus содержит преимущественно "медленные" двигательные единицы, которые активны более длительное время с постоянной частотой 10-20 имп/с [8, 9], а двигательные единицы диафрагмы активны с частотой 10-50 имп/с [10].
Регистрацию ПКП при данных частотах стимуляции проводили на изолированных нервно-мышечных препаратах (diaphragma, m. EDL, m. soleus) белых беспородных крыс массой 250-300 г обоих полов. Изолированную мышцу помещали в экспериментальную ванночку, через которую протекал аэрированный карбагеном (45 мин) раствор Рингера-Кребса следующего состава (ммоль/л): NaCl 120.0, KCl 5.0, CaCl2 2.0, MgCl2 1.0, NaHCO3 11.0, NaH2PO4 1.0, глюкоза 11.0, рН раствора поддерживали на уровне 7.2-7.4 при температуре 20 ± 2°С. Соединение № 547 было синтезировано в лаборатории химико-биологических исследований ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН. ПКП регистрировали с помощью стандартной микроэлектродной техники. Для предотвращения мышечных сокращений использовали блокатор №+-каналов ц-conotoxin GIIIB (Alamone Labs, Israël) в концентрации 2 • 10-6 моль/л. После предварительного усиления сигналы записывали на жесткий диск компьютера и анализировали с помощью оригинальной компьютерной программы. Поскольку известно, что депрессия амплитуд ПКП в условиях ингибирования АХЭ наиболее выражена в пределах первых 5-10 ответов в пачке [1], сравнивали амплитуды десятых ПКП в серии импульсов, в процентах по отношению к первому ответу в каждой мышце, при действии соединения № 547 в различных концентрациях. Амплитуду индивидуальных ПКП в пачке импульсов измеряли по отношению к уровню мембранного потенциала перед началом каждого ответа. Поправку Мартина для нелинейной сумма-ции ПКП вычисляли, как описано в [11].
Добавление в перфузионный раствор соединения № 547 вызывало характерное для ритмической активности синапсов в условиях ингибиро-ванной АХЭ падение амплитуд ПКП на фоне стойкой деполяризации постсинаптической мембраны, при увеличении концентрации ингибитора переходящее в блок проведения. Хотя подобные явления наблюдались во всех исследованных мышцах, эффективность действия соединения № 547 в мышцах разного функционального типа существенно различалась. В m. EDL соединение № 547 в концентрации 1 • 10-9 моль/л вызывало падение амплитуд ПКП при частотах стимуляции 20, 50 и 70 имп/с (для 10-го сигнала до 60, 37 и 29% соответственно), в то время как в контроле амплитуда 10-го сигнала снижалась до 80, 78 и 86% (рис. 1, m. EDL). При увеличении концентрации соединения № 547 до 5 • 10-9 моль/л в m. EDL при
стимуляции с частотой 20 и 50 имп/с амплитуда 10-го ПКП падала до 50 и 25% соответственно. При частоте стимуляции 70 имп/с 10-й ПКП, как правило, отсутствовал, предположительно вследствие пресинаптического блока. При дальнейшем увеличении концентрации до 1 • 10-8 моль/л 10-й ПКП отсутствовал уже при частоте стимуляции 50 имп/с.
В синапсах m. soleus в присутствии концентрации 1 • 10-9 моль/л при всех исследуемых частотах стимуляции динамика изменения амплитуд ПКП не отличалась от наблюдаемой в контрольных условиях. При действии соединения № 547 в концентрации 5 • 10-9 моль/л и частоте стимуляции 20 имп/с амплитуда 10-го ПКП падала до 26% по сравнению с 65% в контроле. При частоте стимуляции нерва 50 и 70 имп/с 10-й ПКП отсутствовал (рис. 1, m. soleus).
В синапсах диафрагмы даже при концентрации соединения № 547 1 • 10-8 моль л при всех частотах стимуляции динамика падения амплитуд ПКП не отличалась от наблюдаемой в контроле. При увеличении концентрации до 1 • 10-7 моль/л стимуляция двигательного нерва с частотой 20 имп/с вызывала падение амплитуды 10-го ответа до 22% по сравнению с 61% в контроле. При частотах стимуляции 50 и 70 имп/с в синапсах диафрагмы ответы на 10-й стимул исчезали (рис. 1, diaphragma).
Проведенные исследования показали, что в локомоторных мышцах (m. EDL и m. soleus) при частотах стимуляции, соответствующих физиологическим для этих мышц (70 и 20 имп/с), амплитуда ПКП падала более чем в 3 раза при действии соединения № 547 в концентрациях 1-5 • 10-9 моль/л, тогда как в дыхательной (при соответствующей частоте 20 имп/с) аналогичное падение ответов наблюдалось только при концентрации 1 • 10-7 моль/л. Следовательно, эффективность влияния соединения № 547 на амплитуду постсинаптических ответов в локомоторных мышцах оказалась примерно в 100 раз выше, чем в дыхательной мышце. Полное блокирование проведения возбуждения при различных режимах частотной стимуляции в дыхательной мышце в присутствии соединения № 547 наблюдалось в концентрации в 20 раз выше, чем в локомоторных мышцах. Полученные результаты свидетельствуют о том, что разная эффективность влияния соединения № 547 на депрессию амплитуд потенциалов концевой пластинки в синапсах дыхательной и локомоторных мышц может лежать в основе различий между дозами, вызывающими паралич мышц конечностей, и летальными дозами, блокирующими дыхание в экспериментах in vivo.
Работа поддержана грантами РФФИ № 07-0401137, НИОКР АН РТ № 03-3.1-30/2006(Г) и Президента РФ "Ведущие научные школы" (№ 112.0/001/481).
ВЛИЯНИЕ ТЕТРААЛКИЛАММОНИЕВОГО ПРОИЗВОДНОГО
413
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кривой И.И, Кулешов В.И, Матюшин Д.Л. Нервно-мышечный синапс и антихолинэстеразные вещества. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. 238 с.
2. Pope C, Karanth S., Liu J. // Environ. Toxicol. and Pharmacol. 2005. V. 19. P. 433-446.
3. Резник В С, Аникиенко К.А., Курочкин В.К. и др. // ДАН. 1998. Т. 362. № 1. С. 68-70.
4. Аникиенко К.А., Бычихин Е.А., Курочкин В.К. и др. // ДАН. 2001. Т. 376. № 6. С. 818-822.
5. Зобов В В., Петров К.А., Аслямова А.А. и др. // Соврем. пробл. токсикологии. 2004. Т. 3. С. 25-33.
6. Зобов ВВ., Петров К.А., Аслямова А.А. и др. // ДАН. 2005. Т. 401. № 1. С. 120-123.
7. Ковязина ИВ, Петров К.А., Зобов В.В. и др. // ДАН. 2004. Т. 399. № 5. С. 712-714.
8. HennigR, L0mo T. // Nature. 1985. V. 214. P. 297-299.
9. Wood SJ, Slater C.R. // Progress Neurobiol. 2001. V. 64. P. 393-429.
10. Kong F, Berger A. // J. Appl. Physiol. 1986. V. 61. P. 1999-2004.
11. Moyer M, van Lunteren E. // J. Neurophysiol. 1999. V. 82. P. 3030-3040.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.