Исследовалось участие аденозинтрифосфорной кислоты в механизмах пластичности поперечнополосатых мышц в условиях белковой сенсибилизации. Сократительная функция и неквантовая секреция ацетилхолина в зоне концевой пластинки изучалась на изолированных скелетных мышцах голени (musculus soleus and musculus extensor digitorum longus) и полосок musculus diaphragma мыши. У soleus и diaphragma динамика вектора силы мышечного сокращения после влияния экзогенной аденозинтрифосфорной кислоты коррелирует с изменениями неквантовой секреции ацетилхолина во всех изучаемых экспериментальных моделях. Однако, степень этих изменений у сенсибилизированных животных менее выражена, чем у контрольных. Предположено, что аденозинтрифосфат является участником механизмов изменения функциональных свойств soleus и diaphragma при белковой сенсибилизации. В основе развития резистентности, устойчивости как к длительным внешним нагрузкам, так и при начальных этапах экспериментальной аллергии у этих мышц лежат зависимые от аденозинтрифосфата механизмы регуляции их чувствительности к ацетилхолину. Описанные процессы обеспечивают снижение утомляемости дыхательных мышц в условиях гипоксии, возникающей при бронхиальной астме, хронической обструктивной болезни легких и бронхоспастическом синдроме, а так же увеличение их работоспособности при продолжительной физической деятельности. Причины изменения силы сокращения extensor digitorum longus при белковой сенсибилизации не связаны с механизмами возбуждения мышцы, опосредованными аденозинтрифосфатом.
сократительные свойства, неквантовая секреция ацетилхолина, диафрагма, камбаловидная мышца, длинный разгибатель пальцев, мышь, белковая сенсибилизация, АТФ
Проблема аллергических заболеваний является актуальной в современной биологии и медицине. Одно из ее проявлений – изменение реактивности мышечной системы. Если механизмы функциональной вариабельности гладкомышечных органов, а это, в первую очередь, воздухоносные пути, при аллергии изучены достаточно подробно, то вопросы пластичности поперечно полосатых мышц в этих условиях остаются совершенно не исследованными. Актуальность же поднимаемой проблемы определяется нераскрытыми механизмами компенсаторных изменений в работе дыхательных мышц и диафрагмы [11], которые возникают при развитии хронических форм обструктивных заболеваний легких и при повышенных физических нагрузках. Интерес к рассматриваемому вопросу подогревается так же запросами спортивной биологии и медицины, а именно – влиянием белковой сенсибилизации (БС) на функцию двигательных мышц при обязательной вакцинации спортсменов перед соревнованиями. Очевидно, что при аллергической перестройке ткань скелетных мышц (СМ) не может оставаться нечувствительной к гуморальным факторам, появляющимся в организме в ходе формирования аллергического ответа [3].
Начало исследований, посвященных изучению функциональных свойств СМ в условиях аллергии было положено работами академика А.Д. Адо и его учеников и последователей, которые проводились в Казани. В частности, А.М. Хомяков основную роль в изменениях функции скелетных мышц при сенсибилизации и анафилаксии отводил холинергическим механизмам. Им показано повышение чувствительности к ацетилхолину у мышцы собаки в процессе сенсибилизации организма к чужеродному белку. Электрофизиологические исследования И.М. Рахматуллина, а также результаты наших собственных работ, посвященных изучению скелетных мышц методом стимуляционной электромиографии при системной анафилаксии подтвердили наличие функциональных сдвигов, возникающих в поперечнополосатой мышце при аллергической перестройке. Однако, во всех вышеперечисленных работах, проводившихся in vivo и in situ, изучалась нервно-мышечная система. Вычленение же из общей совокупности изменений реакции самой (так сказать, чистой) СМ не проводилось и конкретные механизмы этих изменений до настоящего времени остаются нераскрытыми. Единичные исследования, проводимые этими авторами на изолированных органах и подтверждающие феноменологию, не раскрывают патофизиологических механизмов наблюдаемых изменений. В частности, Адо А.Д. и соавт. [1] показали, что в условиях аллергической перестройки СМ подвергается структурным изменениям. Сенсибилизация крыс аллергеном нейссейры приводит к существенным изменениям в белковом спектре и перестройкам в фосфолипидных конструкциях, обладающих повышенной холинотропностью мембран миоцитов.
1. Адо А.Д., Стомахина Н.В., Тулуевская Л.М., Федосеева В.Н. Белковые спектры и фосфолипидный состав мембран, обогащенных холинорецепторами из скелетных мышц крыс в условиях сенсибилизации // Бюлл. эксп. биол. Медицины. 1984. Т. 99. №7. С. 84-6.
2. Экспериментальная модель для разработки и оценки способов контроля немедленной аллергии / [И.С. Гущини др.] // Патол. физиол. и эксперимент. Терапия. 1986. №4. С. 18-23.
3. Крыжановский Г.Н. Дизрегуляционная патология: руководство для врачей и биологов: Медицина, 2002. 632 с.
4. Blank S., Chen V, Ianuzzo CD. Biochemical characteristics of mammalian diaphragms // Respir Physiol. 1988. V.74. № 1. P.115-25.
5. Burnstock G. Historical review: ATP as a neurotransmitter // Trends Pharmacol Sci. 2006. V.27. № 3. P.166-76.
6. Fahim M.A., Holley J.A., Robbins N. Topographic comparison of neuromuscular junctions in mouse “slow” and “fast” twitch muscles // Neuroscience. 1984. № 13. P. 227-35.
7. Florendo J.A., Reger J.F., Law P.K. Electrophysiologic differences between mouse extensor digitorum longus and soleus // Exp Neurol. 1983. Т. 82.№ 2. P. 404-12.
8. Teplov A.Y., Grishin S.N., Mukhamedyarov M.A., Ziganshin A.U., Zefirov A.L., Palotás A. Ovalbumin-induced sensitization affects non-quantal acetylcholine release from motor nerve terminals and alters contractility of skeletal muscles in mice // Exp Physiol. 2009. Vol. 94. №2. P. 264-68.
9. Mariathasan S., Monack M. Inflammasome adaptors and sensors: intracellular regulators of infection and inflammation // Nat.Rev.Immunol. 2007. V.7. P. 31-40.
10. Solle M., Labasi J., Perregaux D.G., Stam E., Petrushova N., Koller B.H., Griffiths R.J., Gabel C.A. Altered cytokine production in mice lacking P2X(7) receptors // J.Biol/Chem. 2001. V.276. P.125-32.
11. Supinski G.S., Ji X., Wang W., Callahan L.A. The extrinsic caspase pathway modulates endotoxin-induced diaphragm contractile dysfunction // J Appl Physiol. 2007. V.102. № 4. Р. 1649-57.
12. Tsai T.L., Chang S.Y., Ho C.Y., Kou Y.R. Role of ATP in the ROS-mediated laryngeal airway hyperreactivity induced by laryngeal acid-pepsin insult in anesthetized rats // J Appl Physiol. 2009. №5. Р. 1584-92.
13. Ferrari D., Pizzirani C., Adinolfi E., Lemoli R.M., Curti A., Idzko M., Pan-ther E., Di Virgilio F. The P2X7 receptor: a key player in IL-1 processing and release // J Immunol. 2006. Vol. 176(7). P. 3877-83.
