Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМА Гуморальная регуляция функционального состояния скелетной мышцы является актуальной в современной мышечной биологии. Интерес исследователей к этой проблеме обусловлен наличием ряда мышечных заболеваний связанных с нарушениями гуморального статуса организма. Изучение механизмов такой регуляции может позволить в будущем осуществлять направленную регуляцию фенотипов скелетных мышц 5', оказаться полезным для запросов теоретической и практической биологии и медицины.
В большинстве исследований, посвященных изучению конт-рактилъных характеристик, сокращение мышцы вызывалось электрическим стимулом С Гурфинкель ЕС.и4 др. 1985, Богданов Э. И. 1989 ). Однако, такой способ инициации мышечного сокращения не является единственным, поскольку для запуска мышечного сокращения-моино использовать и агонисты ацетилхо-лина ( Лапшина И. Б, 1983 ), например карбахолин ( Наследов Г. А. 1980 ), хотя следует отметить, что сократительные ответы мышцы при этих двух различных способах инициации мышечного сокращения существенно различаются между собой.
Так, ешр в 1S28 году Somrerkamp Н. при классификации мышечных волокон использовал различия их сократительных ответов на ацетилхолин. В ряде работ для запуска сокращения скелетной мышцы успешно использовались гуморальные факторы: в исследовании денервационной гиперчуствительности( Орбели Л. А. 1945 ), а также при изучении феномена анафилактического сокращения ( Адо А.Д. и др. 1944; ^ Alonso-de-Florida F. et all. 1965 )N
Известно, что физиологические свойства скелетной мышцы в условиях иммунологической перестройки организма претерпевают существенные изменения ( Хэмяков А.М. 1950, Ерзина Т.Д. 1963 ). Так, Рахматуллин И.Ы ( 1965 ) показал изменения физиологических характеристик скелетной мышцы в условиях аллергии. Следует отметить,"что практически отсутствуют аналогичные работы по изучению механизмов аллергических реакций скелетных мышц. Вместе с тем предполагается, что в развитии аллергической реакции скелетных мышц участвуют тучные клетки, выделяющие ряд биологически активных веществ, преиде всего гистамин ( Harris J. В. 1980).
Известно, что аллергическая реакция является одним из
- 4 -вариантов иммунного ответа организма, и такая реакция изменяет некоторые морфо-фунгауюналъкые характеристики скелетных мышц ( Валиуллин RR и др. 1992 ). Следовательно, изменение именного статуса организма сказывается на фенотипе мышцы. К настоящему-времени описан целый ряд веществ, изменяющих иммунологическую реактивность, некоторые из них образуются в миелоидной и лимфоидной тканях организма и являются иммуномодуляторами. Одним из таких веществ является лимфопептид7 массой 700 дальтон, полученный в ЦНИЛе Киевского ГИДУВа из лимфоузлов свиней. Он успешно применяется в спортивной медицине, где зарекомендовал себя как перспективный препарат, повышающий резистентность организма к физическим нагрузкам и гипоксии ( Антоненко В. Т. и др. 1987 ). Кроме того, известны также и синтетические иммуномодулято-ры, к глторым относятся проиаводные имидазола. Показано ( ТТозэев 0. К. и др. 1990 ), что некоторые из производных ї'.ідідззола могут являться активаторами клеток иммунной системы. Следует отметить, что влияние всех этих веществ, ilc-менявдих иммунный статус, на скелетную мышцу практичесіаі не .тучено. Одним »:а соединений изменяющих ход иммунных реакций б оргяаизме является блокатор тучных клеток - интад ( кромоглигат натрия ), влияющий на течение аллергических реакций.
Представляет интерес изучений сократктельаих" сг-:-.глг скелетной мышцы при белковой еенсибилкзгг;/.ей ( Andar.v P.J. 1980 ), так и введением биологически дливши їзщт.гв. Однако, механизмы действия этих ве^зстг >: скелет .l:j :дищы до сих пор остаются нр раскрытыми.
Дель работы: Изучить характер изменения сократительных свойств диафрагмальной мышцы морской свинки при белковой сенсибилизации, а также при действии биологически активных веществ, изменяющих иммунный статус организма.
Задачи исследования: В соответствии с целью были поставлены следующие задачи исследования:
-
Изучить сократительные характеристики диафрагмальной мышцы морской свинки в условиях белковой сенсибилизации;
-
Изучить сократительные характристики той же мышцы при введении животным лимфопептида;
3. Изучить контрактильные характеристики диафрагмаль-
ной мышцы морской свинки при действии имидазола и ,го син
тетических производных.
4. Изучить контрактильные характеристики диафрагмаль-
ной мышцы морской свинки при действии блокатора тучн-іх кле
ток интала.
Научная новизна: Впервые in vitro получены данные о изменениях сократительных свойств скелетной мышцы в условиях белковой сенсибилизации.
Впервые показано влияние на скелетную мышцу лимфопеп-тида, массой 700 дальтон, выделенного из лимфоузлов свиней.
Новыми являются результаты, свидетельствующие о доза-зависимом действии интала на сократительные свойства скелетной мышцы.
Приоритетными являются результаты, полученные при изучение влияния имидазола и его производных ( вещества N 1273, 1349 и 1350 ) на сократительные свойства скелетной мышцы.
Положения, выносимые на защиту: 1. Белковая сенсибилизация снижает латентный период, повышает время развития максимального напряжения, силу и скорость сокращения диаф-рагмальной мышцы морской свинки.
2. Лимфопептид массой 700 дальтон снижает латентный
период, увеличивает время развития максимального напряжения
и силу сокращения диафрагмальной мышцы морской свинки.
3. Имидазол и его производные, ( вещества N 1273, N
1349 и N 1350 ) увеличивает силу сокращения мышцы.
4. йнтал уменьшает латентный период, угнетает силу и
скорость сокращения диафрагмальной мышцы морской свинки.
Практическая значимость: Результаты экспериментов позволяют нам приблизиться к пониманию процессов, протекающих в скелетных мышцах при изменении иммунного статуса.
Обнаружено, что лимфопептид массой 700 дальтон, выделенный из лимфоузлов свиней может направленно применяться в спортивной медицине для повышения функциональных резервов адаптации скелетных мышц.
Результаты исследований позволяют рекомендовать метод регистрации сократительных свойств изолированной скелетной
мышцы для оценки ее функционального состояния в моделях экспериментальной патологии, а также действии различных биологически активных веществ.
Апробация материалов работы- Материалы исследования обсуждались на UI Всесоюзной конференции по биохимии мышц, г. Тбилиси, 1989 г.; IX Всесоюзном симпозиуме "Биофизика и биохимия биологической подвижности ( мышечное сокращение )", г.Тбилиси 1990 г.; на Международной конференции "Лабораторные животные для медико-биологических и биотехнологических исследований", г.Москва, 1990 г.; на Всесоюзной конференции "Функциональные резервы и адаптация", г.Киев, 1990 г.; на Всесоюзной конференции "Экологические проблемы фармакологии", г.Казань, 1990 г.; на Конференции молодых ученых и специалистов КГМИ "Молодые ученые отечественному здравоохранению", г.Казань, 1991 г.; на Организационном Конгрессе Международного Общества Патофизиологов, Москва 1991.; на I Съезде иммунологов и аллергологов Чувашии, г. Чебоксары, 1991 г.; на XLI Европейском Конгрессе Аллергологов и Клинических Иммунологов, Париж, 1992; на XUI Европейском Конгрессе Аллергологов и Клинических Иммунологов, Роттердам, 1993; на Заседании общества патофизиологов, г.Казань, 1992, 1993 г. г.
Дубликации: По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, получено 2 авторских свидетельства.
Структура диссертации: Диссертация изложена на 122 страницах, 31 из них - собственные исследования; состоит из введения, обзора литературы, изложения материалов и методов исследования, главы собственных исследований, обсуждения полученных результатов и выводов, списка цитируемой литературы, содержащий 219 работ, из них иностранных авторов - 117. Диссертация иллюстрирована 23 рисунками и 12 таблицами.
Материалы и методы исследования:
Эксперименты проводились на морских свинках, обоего пола, массой тела 250-350 гр. Всего использовано 132 животных. Забой животного производили под вводным тиопенталовым наркозом. Препарат левой диафрагмальной мышцы, шириной 5 мм, помещался в термостатируемую ванночку ( 38С ) и одним
; - 7 ~
концом крепилась к датчику фотоэлектрического преобразовате-ля. Другой конец препарата жестко фиксировался в ванночке.
Исследование контрактильной функции скелетной мышцы животных проводилось- in vitro, методом регистрации сократительных свойств, в изометрическом режиме с помощью фотоэлектрического преобразователя ( Ахметзянов Р. X., Филиппов Е. Б. 1986 ). Для достижения изометрического режима сокршцэ-ния препарат мышцы при постоянной перфузии физиологическим раствором ( Alonso-de-Florida F. et all. 1965 ) растягивалась в течении 20 минут с силой в 2 грамма. Мышца сокращалась карЗаходдноы, который добавлялся в Еанночку к конечной [концентрации 2xlG(-4)li Кривая сокращения регистрировалась чернилыюпияуздм самописцем Н-327-1. Оценку сократительных СЕойс.'в препарата скелетной мышцы проводили по їй параметрам ( Табл. 1 ), псзгаляюхим достаточно корректно отражать функциональное состояние мышцы ( Гурфинкель В. С. и др. 1935; Богдакоз а И. и др. 1SS6 ).
Сенсибилизация животных осуществлялась яичным альбумином ( "Ыегк" ) с гелем гидроокиси алюминия ( 10 мкг белка + 1 мг сухого вещества геля в 1 мл физиологического раствора ), подкожно, дважды, вторая инъекция через 14 дней после первой.''Еивотное гебиралось в эксперимент на 24 день после первой сенсибилизирующей инъекции ( Anderson P.J. et all. 1981. ). Контроль сенсибилизации прогодился методом пассивней кожной анафилаксии ( Levin В. et all. 1970 ). Титр антител в сыворотки крови имел значения от 1/256 до 1/1024.
Лимфэпептид морской свинке вводился однократно, внут-рибрюшнно.в дозе 0,05 мл препарата на кг массы тела, за 12 часов до эксперимента ( Антоненко В. Т. и др. 1989 ).
Характер влияния веществ с биологической активностью на скелетную мыацу исследовался путем сравнения характеристик сокращения до ( контроль ) и после ( опыт ) ее перфузии физиологическим раствором, содержащим изучаемое вещество в заданной молярной концентрации; а вреш его действия на мышцу определялось длительностью перфузии. Изменение сократительных характеристик мышцы после перфузии выражалось в процентах по отношению к контролю.
При исследовании влияния на скелетную мышцу имидазола и его синтетических производных { производные ишдазолилал-
- 8 -кклсульфоновой кислоты, впервые синтезированные в ИОФХ им. А. Е. Арбузова КВД АН СССР, обозначенные как вещества N 1273, 1349 и 1350 ) изучалось действие 20 минутной перфузии ее раствором вещества- в концентрациях от 1х10(-?М) до 1x101-ЗЫ).
Изучение влияния интала на скелетную мышцу проведено в двух сериях экспериментов. В первой исследовалось влияние 20 минутной перфузии мышцы раствором вещества в концентрациях от 1х10(-9М) до 1х10(-ЗМ). Во второй серии изучалось Еликние на мышцу продолжительности перфузии ( 1-, 5- и 20 минутные интервалы ) инталом в концентрации 1х10(-ЗЫ).
Первичные результаты исследований обрабатывались статистически с использованием t-критерия Стыодента,
