Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль ионов Са++ в электрогенезе спонтанной активности гладкомышечных клеток мочеточника

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль ионов Са++ в электрогенезе спонтанной активности гладкомышечных клеток мочеточника"

АКАДЕМИЯ НАУК АРМЕНИИ ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ им.Акад. Л.А.ОРБЕЛИ

Л4

'•уМ На правах рукописи

' ОГАНЕСЯН АСМИК СОНРАТОВНА

УДК 612.467.1:612.015.31.

>

РОЛЬ ИОНОВ Са"1"*" В ЭЛЕКТРОГЕНЕЗЕ СПОНТАННОЙ АКТИВНОСТИ ГЛАДКОМЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК МОЧЕТОЧНИКА

03.00.13 - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ереван - 1991

Работа выполнена в Институте физиологии им. Л.А.Орбели АН Армении.

Научный руководитель: кандидат'биологических наук,

ведущий научный сотрудник К.В.Казарян

Официальные оппоненты: член-корреспондент АН Армении,

доктор биологических наук, профессор С.С.Оганесян,

доктор медицинских наук, , профессор Д.Н.Худавердян

Ведущая организация: Ереванский государственный

университет

Защита диссертации состоится

и /3 „

щОИЛ> 1991 г. в /3 часов на заседании специализированного совета Д 005.09.01 при Институте физиологии им. Л.А.Орбели (375028, Ереван, ул. Бр.Орбели, 22, тел. 27-43-20).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии им.Л.А.Орбели АН Армении.

Автореферат разослан " ^ " мая 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат медицинских наук Багдасарян К.Г.

оо

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют о важной роли ионов Са++ в обеспечении генерации электрической активности и возникновении процесса сокращения гладкомышечной ткани ( Boev et al., 1976; Kuriyama et al., 1976; Casteels et el., 1977; Bolton, 1979; Johansson , Somlyo, 1980; Шуба, I981; De Feo, Morgan, 1985; Goldman et el., 1986; Костгак, 1986; Sumimoto, Kuriyama, 1986; Курский и др., 1987).

Известно, что поддержание низкого уровня внутриклеточной концентрации Са"14" определяется скоростями поступления его в клетку, компартментализации внутриклеточными структурами и выведения из клетки. Для гладких мышц установлено, что возрастание внутриклеточной концентрации ионизированного Са++, активирующего сократительный эффект, обеспечивается в основном вне -клеточным кальцием•(Каплуненко, 1975; Bolton, 1979; Таранен-ко, 1980; Шуба, 1981; Нага et el., 1986). Вход Са++ в клетку происходит по градиенту электрохимического потенциала через специальные канальные структуры, обладающие различными электрохимическими свойствами, а также посредством д/а+- Са++обмена. Понижение внутриклеточной концентрации ионизированного Самоосуществляется за счет функционирования АТФ-зависимой Са++- помпы ( Casteels, Van Breemen, 1975; Nahmi et al., 1977) и Na+-Ca++ обменного механизма, использующего энергию электрохимического градиента /*/а+ для транслокации Са++. В основе механизма противотранспорта ионов Nа+ и Са++ лежит явление обменной диффузии: вход "п" ионов А/а+ (п=2-4) по электрохимическому градиенту в клетку сопряжен с одновременным выходом из нее одного иона Са++ против электрохимического градиента ( Biaustem,

1977; Ajckin et al., 1984; Matlib et al., 1985; Aickin et al., 1987; Ashida, Blaustein, 1987).

Детально исследована важная роль Д/а.+- Са++ обменного механизма в регуляции внутриклеточной концентрации Са++ в сердечных мышцах ( Heuter, Seitz, 1968; Sjegl et al., 1984; Кimu-ra et al., 1987; Ljpp, Pott, 1988). Однако изучение данного вопроса в отношении гладких мышц на сегодняшний день представлено весьма противоречивыми данными ( Van Згеешеп et al.,

1973;Aickjn et al., 1987; Aaronson, Pehnam, 1989). Наименее изученными в этом плане являются гладкие мышцы мочеточника. В связи с наличием определенного сходства в поведении сердечной мускулатуры и гладкомышечной ткани мочеточника ( Kuri-.уагаа, Tomita, 1970; Chapman, 1974; Shuba, 1977 а) возникло предположение о возможном существовании /Va+- Са++ обменного механизма в'гладкомышечных клетках мочеточника. Исходя из цикличности ионообменных процессов, Д/а+- Са++ обменный механизм, поддерживающий низкий уровень внутриклеточного Са++, может служить связующим звеном между Са++- каналами и /7аК+- помпой и,- таким образом, принимать участие в регуляции спонтанной активности мочеточника. Изучение принципов работы данной транспортной системы поможет выяснению меха - ' низмов, лежащих в основе эндогенных колебательных процессов гладкомышечных клеток.

Имеющиеся на сегодняшний день скудные литературные данные по изучению физиологической роли Д/а+- Са++ обменного механизма в гладкомышечных клетках мочеточника ( Aickin et al., 1984; Aickin, 1987; Aickjn et al., 1987; Aaronson, Benham, 1989) оставляют нерешенным вопрос относительно участия данной системы в регуляции таких основных функций мочеточника, как генерация активности, сократительной деятельности. Среди заболеваний мочеточника едва ли можно найти хотя бы одно, которое не было бы определенным образом связано с нарушением его сократительной функции. Поэтому изучение мембранных транспортных систем, контролирующих уровень внутриклеточного Са++, необходимо для глубокого понимания механизмов, лежащих в основе различных патологических процессов, протекающих в гладкомышечной ткани мочеточника.

Цель работы. Цель работы заключалась в исследовании Са++ обменного механизма, его участия в обеспечении гомеоста-за клеточного кальция и кальциевого контроля электрической активности гладкомышечных клеток мочеточника.

Основные задачи исследования:

I. Исследование роли ионов Nа+ среды в регуляции спонтанной активности гладкомышечных клеток мочеточника.

2. Определение вклада концентрационного градиента ионов /у/а.4" в регуляцию внутриклеточной концентрации ионов Са++.

3. Выявление специфичности Л/а+- Са++ обменного механизма.

4. Исследование роли Л/а+-Са++ обменного механизма в формировании потенциалов действия гладкомышечных клеток мочеточника.

Научная новизна работы. Исследована роль ионов А/а4" в регуляции спонтанной активности гладкомышечных клеток мочеточника.

Установлена монотонная зависимость внутриклеточной концентрации ионов Са++ и длительности генерации спайковой активности от концентрации ионов Са++ во внешнем безнатриевом растворе. Внутриклеточная концентрация ионов Са++ в этих условиях достигает максимальной величины за период времени, в течение которого наблюдается генерация спайков. При этом отмечается также значительное уменьшение внутриклеточной концентрации ионов Л/а+.

Показано, что гладкие мышцы мочеточника, обогащенные кальцием, восстанавливают спайковуго активность при введении ионов

Л/а+ либо ¿X + в среду, тогда как ионы Ва++ не способны заменить ионы Са4"4" в данном процессе. Таким образом, выявлена специфичность обменной системы к ионам Са++ и малоизбиратель -ность к ионам Д/а+.

Впервые обнаружено также непосредственное участие Л'а4"-Са++ обменного механизма как в возникновении спонтанной активности, так и в формировании потенциалов действия мочеточника. Наличие концентрационного градиента ионов Д/а+ может принимать участие в генерации плато-компонента спайковой активности.

Проведены исследования регуляторной роли /\/а+- Са++ обменного механизма в поддержании Са++ - гомеостаза гладкомышечных клеток мочеточника. Впервые обнаружено, что при значительном превышении внутриклеточной концентрации ионов Са++ над базаль-ным уровнем введение ионов /7а+ в среду способно обеспечить выход избыточного количества Са++. Выявлено соответствующее таковому сопряженное увеличение внутриклеточной концентрации ионов /\/а+. При этом эффективность выведения ионов Са4+ определяется натриевым концентрационным градиентом.

Делается вывод о необходимости присутствия М14- Са'+ об-

менного механизма в мемранах гладкомышечных клеток мочеточника как одного из механизмов генерации стабильной спонтанной станковой активности и регуляции внутриклеточной концентрации ионов Са++. Предполагается, что А/а+- Са++ обменная система осуществляет связь между работой Са++- канала и функционированием /\/а+- К4"- помпы.

Практическая ценность работы. Работа может быть отнесена к числу фундаментальных исследований. Полученные в работе данные помогут выяснению механизма происхождения различных заболеваний мочеточника и проведению целенаправленных лечебных мероприятий. Результаты исследований помогут также выявить спектр лекарственных средств для устранения ряда патологических состояний мочеточника, вызванных нарушением обмена ионов /Уа+ и Са44" в клетке.

Кроме того, полученные данные о роли и взаимодействии транспортных систем в процессе электрической активности гладких мышц могут быть использованы в учебном процессе вузов медико-биологического профиля.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на: ИГ Республиканской конференции аспирантов, Ереван, 1989; годичной научной сессии Института физиологии им.Л.А.Орбели АН Арменш Ереван, 1990; конференции "Биофизика мембран", посвященной памяти Э.Нарушявичюса, Каунас, 1990; Ш Всесоюзной конференции по нейронаукам, Киев, 1990.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 7 научных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на № страницах машинописи. Состоит из введения, обзора литердтуры (глава I), методики исследования (глава 2), результатов исследования и их обсуждения (глава 3), общего заключения (глава 4), выводов и списка литературы (34 работы отечественных и 221 - зарубежных авторов). Диссертация иллюстрирована 26 рисунками и 2 таблицами.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

*

Эксперименты проводились на изолированных препаратах мочеточника, выделенных вместе с лоханкой около 300 морских сви-

нок весом 350-450 г. В эксперименте использовались либо цельные мочеточники, либо разрезанные поперек на отдельные области: околопочечную, дистальную и околопузырнута. Полоски имели длину 10-15 мм, толщину 0,5 мм.

После изоляции препараты выдерживались в нормальном растворе Кребса при температуре 36-37°С в течение 2-3 часов, а затем использовались в эксперименте.

Электрическая активность гладкомышечных клеток мочеточника регистрировалась с помощью метода "сахарозного мостика" ( Berger, Barr, 1969). Мембранные потенциалы отводились каломельными неполяризующимися электродами. Регистрация активности производилась на осциллографе CI-69 и самописце марки Н338-6. Стимуляция электрическим током осуществлялась с помощью универсального электростимулятора ЭСУ-2.

Определение внутриклеточной концентрации ^°Са4'ь проводилось методом лантана ( Van Breemen et al., 1973)на сцинтилля-ЦИОННОМ спектрометре ( Roche - Bioelectronique Kontron, Франция).*)

Анализ внутриклеточных концентраций ионов Д/а+ и К+ проводился методом пламенной фотометрии ( si - Sharkavy, Daniel, 1975 b) на фотометре марки ПМФ (СССР).

Все экспериментальные растворы готовили путем смешипаиип маточных растворов химически чистых солей, приготовленных на дистиллированной воде.

Нормальный раствор Кребса имел следующий состав (в ммоль/л): А/аС1 - 120,4; KCl - 5,9; СаС12 - 2,5; Л/аНС0п - 15,5; Л'аН2Р04 - 1,2; MijCIg - 1,2; глюкоза - 11,5. Растпор сахарозы, приготовленный на тридистпллиропанной воде, а также раствор хлористого калия были изотоничны нормальному раствору Кребса. Еезнатрие-вне изотоничные растворы с увеличенной концентрацией ионов кальция приготовлены на основе раствора Кребса замещением ионов Д/а+ на эквивалентное количество сахарозы. Концентрацию

*^Приношу глубокую благодарность заведующему группой рацио-изотопных исследований Института биохимии AU Армении Г. Л. Геворкяну за содействие в проведении радионзотоиных исследований.

ионов Са44" изменяли от 2,5 до 15 ммоль/л, соответственно уменьшая концентрацию сахарозы. В литиевом растворе А/аС1 замещался эквивалентным количеством ¿¿¡.И. В бариевом растворе СаС^ за. мещался эквивалентным количеством ВаС]^. рН растворов доводился до 7,4 титрованием КОН с сохранением общей концентрации ионов К+ в среде.

Оуабаин добавляли непосредственно в соответствующие растворы в концентрации 10"^ моль/л. Все растворы поддерживались при постоянной температуре 36-37°С.

Приведенные записи отдельных электрофизиологических экспериментов являются типичными для серии из 8-10 опытов, а для радиоизотопных и пламеннофотометрических измерений - из 3-4 -серий. .

Статистическую обработку полученных данных проводили традиционным нахождением средних значений и среднего квадратичного отклонения по количеству однородных измерений.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛВДОВАНИЙ И ИХ ОБСУВДЕНИЕ

I. Регуляция спонтанной активности мочеточника ионами Д/а+ среды.

В гладкомышечных клетках мочеточника потенциалы действия, наряду с ионами /Уа+, обеспечиваются, главным образом, входящим потоком ионов Са++, поскольку между генерацией потенциалов действия и последующим сокращением имеется строгое соответствие ( Вигу, БЬиЬа, 1976; Шуба, 1981; Кочемасова, 1982). Показано, что в безнатриевой среде при концентрации ионов Са"14", равной таковой в нормальном растворе Кребса (2,5 ммоль/л), возникает спайковая активность, которая через некоторое время все же прекращается. Наблюдаемые спайки имеют более четкий ритм по сравнению с нормой, но при этом длительность потенциалов действия уменьшается. И, как показано рядом авторов, последнее, по-видимому, объясняется укорочением плато-компонента потенциала действия с последующим исчезновением последнего ( Вигу, БйиЪа, 1976; БЬиЬа, 1977 а).

Результаты экспериментов показали, что увеличение концентрации ионов Са++ в среде от 2,5 до 15 ммоль/л приводило к уд,-

линенига времени генерации спайковой активности гладкомышеч-ных клеток в безнатриевой среде. Более того, оказалось, что логарифм длительности генерации потенциала действия в безнатриевом растворе линейно зависит от концентрации ионов Са++ во внешнем растворе.

Прекращение активности в безнатриевой среде может привести, с одной стороны, к выводу о том, что в мембранах гладкомы-шечных клеток мочеточника отсутствует АТФ-зависимая Са++- помпа, поддерживающая неравномерное распределение ионов Са++ между клеткой и средой. А с другой стороны, нельзя исключить возможность инактивации Са4"4"-. каналов при смещении мембранного потенциала от порогового уровня вследствие ингибирования работы

/\/а+- К+ - помпы и увеличения внутриклеточной концентрации ионов Са++. Так или иначе прекращение активности в безнатриевом растворе можно связать с нагружением внутриклеточного содержимого ионами Са4"4".

Генерация потенциалов действия в безнатриевом растворе легко восстанавливается при добавлении хотя бы 10% ионов в среду. При этом амплитуда спайков и ритмика восстановленной активности несколько меньше по сравнению с таковыми в нормальном растворе Кребса.

Исходя из вышеприведенных результатов, можно предположить, что удаление ионов Л/а1' из внешнего раствора либо, наоборот, их введение в тестирующий раствор определенным образом влияет на тот или иной транспортный механизм, что в свою очередь, может привести к активации Са44"- каналов и генерации потенциалов действия. Так, наблюдаемое восстановление ритмогенеза при введении ионов Д/а+ в среду может свидетельствовать в пользу включения Л/а+- Са44" обменного механизма в регуляцию процесса • выведения увеличенного внутриклеточного Са44" в этих условиях.

В то же время, введение ионов А/а+ в среду может активировать потенциалозавйсимые Са4-4- каналы вследствие реполяриза-ции трансмембранной разности потенциалов при восстановлении работы электрогенной Д/а+- К+- помпы. Поэтому в следующей серии экспериментов сделана попытка восстановить спайковую активность в безнатриеовй среде путем некоторого смещения потенциала покоя в сторону гиперполяризации. С этой целью были использованы растворы с уменьшенной концентрацией ионов К+.

Кратковременная активность была зарегистрирована при 4 ммоль/л ионов К+ в среде в 5СЙ случаев. При этом, если восстановленная активность в присутствии ионов Д/а+ в среде продолжалась до 50 мин и более, то в безнатриевом растворе активность регистрировалась не более 1-2 мин.

Более того, была сделана попытка восстановить спонтанную активность в присутствии специфического блокатора Д/а+- К+ -помпы, оуабаина. Для полного ингибирования работы помпы оуаба-ин добавлялся в концентрации Ю-4 моль/л ( Aickm, 1987). В присутствии оуабаина спайковая активность регистрировалась не более 15 мин со значительно меньшей, по сравнению с нормальным раствором Кребса, амплитудой. Вследствие достаточно быстрого изменения внутриклеточной активности ионов Ла+ при изменении со-, держания натрия в наружной среде ( Aickin et .al., 1987), для гладкомышечных клеток мочеточника можно допустить, что указанный промежуток времени (15 мин) для мышц, предварительно инкубированных в безнатриевом растворе, достаточен для увеличения внутриклеточной концентрации ионов ¡\1а+ и, соответственно, уменьшения трансмембранного градиента J\ia+.

Из изложенных результатов следует, что роль ионов А/а+ в регуляции спонтанной активности мочеточника значительно сложнее, чем просто его участие в натриевых ионных механизмах, поскольку этот ион может обеспечивать порог возбудимости гладко-мышечных клеток.' В уточнении роли ионов Nа+ в генерации спай-ков может сыграть большую роль изучение А/а+- Са++ обменного механизма. Как известно, на мембране гладкомышечных клеток может быть открытый yVa+ - канал, способный деполяризовать мембрану и тем самым создавать нужный порог для возбудимости Са++ -каналов. Ту же самую деполяризацию мембраны, предшествующую возбуждению активности, может создать и электрогенный Nа+-Са++ обменный механизм.

Таким образом, вышеприведенные результаты указывают на необходимость присутствия ионов Nа+ в среде для регуляции спонтанной активности гладкомышечных клеток мочеточника и косвенно свидетельствуют в пользу участия Са++ обменного механиз-

ма в регуляции внутриклеточной концентрации ионов Са++. Это согласуется с результатами исследований, проведенных на артериальных гладких мышцах ( Ashicla, Blaustein, Igg7; Smith et al.,

1989), в которых для случая превышения внутриклеточной концентрации ионов Са++ над базальным уровнем обосновывается энергетическая выгодность выведения ионов Са++ из клетки с помощью обменного механизма сравнительно с АТФ-зависимой Са++- помпой.

2. Специфичность А/а+- Са++ обменного механизма к ионам Д/а+ и Са++

а. Электрофизиологические исследования

Если допустить, что в гладкомышечных клетках мочеточника все*же имеется /уа+- Са++ обменный механизм, и он является цельной транспортной системой, а не состоит из отдельных каналов, то возникае'т вопрос о специфичности этой системы к ионам /Va+ и Са++.

Ранее для гладкомышечных клеток мочеточника было показано ( Aickm, 1987; Aickin et al., 1984; 1987), что такие двухвалентные катионы, как Мп++ и Мд++ не способны заменить ионы Са++ в /Va+- Са44" обменном механизме. При выяснении этого вопроса в отношении ионов Ва++ были получены следующие результаты.

Если в присутствии ионов Са++ в нормальном растворе Кребса наблюдаются устойчивые спайки, то в бариевой среде с той же концентрацией ионов А/а+ потенциалы действия со временем подавляются, что говорит о неспособности ионов Nа+ поддерживать бариевую спайковую активность гладкомышечных клеток мочеточника. Т. е.,в рамках гипотезы о существовании в гладкомышечных клетках мочеточника А/а+- Са++ обменного механизма можно говорить, что этот механизм строго избирателен к ионам Са++. Характерно, что для А/а+- Са++ обменного механизма в режиме вывёдения ионов Са++ из клетки, как.и для К+- помпы ион, который надо выводить,

очень специфичен для транспортной системы.

Согласно полученным в работе результатам, ингибированная в безнатриевой среде 'активность при введении во внешний раствор ионов di+ восстанавливается, хотя амплитуда потенциалов действия несколько уменьшается по сравнению с таковой в присутствии ионов /Va+. Следует отметить, что при увеличении внеклеточной концентрации ионов c(l+ от 40 до 120 ммоль/л наблюдается так-

же увеличение амплитуды и длительности генерации восстановленной активности. В то же время при восстановлении активности большими концентрациями внеклеточного лития в потенциалах действия гладкомышечных клеток ? мочеточника можно заметить появление плато-компонента, как и в случае восстановления активности ионами /Va+ среды.

б. Радиоизотопный анализ

Как отмечалось выше, гладкомышечная ткань мочеточника способна к генерации спайковой активности в безнатриевой среде.

Известно также, что для гладкомышечных тканей спайки являются одним из основных путей входа ионов Са++ в клетку (Щу- ' ба, 1981; Mangel et al., 1982). Так, согласно данным Сунано (Sunano, 1968), для гладкомышечных клеток taenia coli при возникновении одного потенциала действия в клетку поступает приблизительно 5,7*Ю-*7 моль/л ионов Са++. Поэтому при возникновении спайковой активности в гладкомышечных клетках мочеточника естественно ожидать увеличения внутриклеточной концентрации данного иона. Действительно, содержание Са++ в мышцах, инкубированных в безнатриевой среде с определенной концентрацией ионов Са++, зависит от концентрации ионов Са++ во внешнем растворе и достигает максимальной величины за интервал времени, в течение которого наблюдается генерация спайков.

Зависимость полученной максимальной величины внутриклеточного содержания Са++ от концентрации данного иона во внешней среде представляет собой линейную функцию. Однако при инкубации мышц в безнатриевой среде с определенной концентрацией ионов Са++ в течение времени, превышающем время генерации спайков, наблюдается уменьшение максимальной величины внутриклеточного содержания ионов Са++.

Понижение внутриклеточной концентрации ионов Са++, обогащенных этими ионами мышц, определялось при изменении состава катионов внешней среды.

С этой целью одна группа мышц, предварительно инкубированных в безнатриевой среде в течение времени, за кбторое происходит максимальное увеличение внутриклеточного кальция, переноси-

лась в натрий-содержащие растворы (120 ммоль/л), а другая в качестве контроля - оставалась в том же растворе. Надо отметить, что в данной серии экспериментов во всех растворах концентрация Са++ была равна таковой в безнатриевом растворе, в котором мышцы обогащались кальцием. Это позволило нам исключить возможные погрешности в определении концентрации кальция, вносимые присутствием этого иона во внешней среде.

Результаты экспериментов показали, что выход ионов Са++ в натрий-содержащута среду происходит довольно быстро (до 5 мин) и значительно превосходит монотонное медленное уменьшение внутриклеточного Са++ в безнатриевом растворе.

. Таким образом, была выявлена значительная фракция быстрого выхода ионов Са++ из клетки, активируемая ионами /Va+ среды, что позволилр заключить о существенной роли /Va+- Са++ обменного механизма в выведении ионов Са++ из клеток при условии значительного превышения внутриклеточной концентрации ионов Са++ над базальным уровнем.

Изучение вопроса специфичности /Va+- Са++ обменного механизма к ионам /Va+ при выведении ионов Са"14" из клетки в гладкомышечных клетках мочеточника проводилось путем замены ионов /Va+ среды на ионы di+. При этом наблюдалось заметное усиление выхода ^Са++ из мышц в присутствии <LL +, хотя роль ионов cLi+ в указанном процессе менее выражена по сравнению с ионами /V а+.

Следует отметить, что имеется определенное соответствие между ранее приведенными электрофизиологическими исследованиями и данными радиоизотопных исследований. Так, быстрое уменьшение внутриклеточного Са++ при введении в раствор ионов Д/а+ либо cLi + (до 5 мин) сопровождается практически сразу же зарегистрированными спайками. Возможно, что вследствие меньшей активации выхода кальция из клеток ионами eta+ амплитуда потенциалов действия в литиевой среде несколько снижена.

Таким образом, ионы Д/а+ не являются специфичными ионами в /Va+- Са++ обменном механизме.

3. Регуляция внутриклеточной концентрации ионов Са++ с помощью натриевого градиента.

Как показывают расчеты, внутриклеточная концентрация ионов Са++ при инкубации мышц в безнатриевой среде увеличива -лась в 8-10 раз, а внутриклеточная концентрация ионов А/а+ при этом уменьшалась в 2,5 - 3 раза. Поэтому введение в среду 120 ммоль/л ионов А/а+ после инкубации мышц в безнатриевой среде создает значительный градиент, который может обеспечить вы -ход ионов Са++. Действительно, через 45 мин наблюдается сильное уменьшение клеточного Са"14" от 22,6+1 мкмоль/кг сырого веса до 9,8чр,4 мкмоль/кг сырого веса и, соответственно, увели- , чение содержания /Va+ более чем в 2 раза. Таким образом, вход ионов /Vа+ по градиенту сопряжен выведением ионов Са++ из клетки.

Следует отметить, что для исключения влияния активного транспорта /Va+ на величину электрохимического градиента На+ эксперименты проводились в присутствии оуабаина (блокатора Д/а+- К+ - помпы) во внешней среде.

Если А/а+- Са++ обменный механизм использует энергию электрохимического градиента Nа+ для регуляции внутриклеточной концентрации Са++, то естественно ожидать влияние концентрации ионов /Va+ среды на выведение ионов Са++ из клетки. Была исследована зависимость изменения уровня внутриклеточной концентрации ионов Са++ от времени для трех концентраций ионов А/а+ (0, 60 и 120 ммоль/л). Оказалось, что,' хотя 120 ммоль/л ионов /Va+ обеспечивает больший выход ионов Са++ по сравнению с 60 ммоль/л А^а+, через определенный промежуток времени внутриклеточная концентрация ионов Са44" достигает, соответственно, некоторого стабильного уровня как для 60, так и 120 ммоль/л ионов Д/а+ среды. В то же время полученные результаты свидетельствуют о том, что наличие 60 ммоль/л ионов yVa+ в среде уже достаточно для эффективного выведения ионов Са++ . из клетки. Была изучена также зависимость внутриклеточной концентрации ионов Са++ от содержания ионов /Va+ в среде. Известно, что за 10-15 мин в натриевой среде отмечается значительный

выход кальция из обогащенных данным ионом мышц. Определение внутриклеточного содержания Са++ для каждой из указанных концентраций ионов Д/а+ среды проводилось через данный промежуток времени (10 мин). Полученные результаты показывают скорее всего сигмоиднуто зависимость. Подобная зависимость, полученная для сердечных мышц, клеток аорты, мышц ракообразных ( Rüssel, Blaustein, 1974: Philipson, Nishimoto, 1981; Kadoma et al., 1982; Matlib, 1988; Smith et al., 1989), трактуется исследователями как свидетельство работы /Va+- Са++ обменного механизма в режиме выведения ионов Са++ из клетки. Одновременно с измерением содержания ионов Са++ в мышцах определя -лась и внутриклеточная концентрация ионов /\/а+. Причем, столь сложной зависимости изменения внутриклеточного содержания ионов Ca44" при увеличении количества ионов /\/а+ в среде соответствует монотонное увеличение внутриклеточного //а+. Показано, что при введении в наружную среду ионов А/а+, после основного выхода ионов Са++ из клетки, длящегося 10 мин, наблюдается постоянство концентрационного градиента Д/а+ для различных концентраций ионов /Va+ в растворе.

Исходя из вышесказанного, можно заключить, что, как и ожидалось, выведение ионов Са++ из клеток мочеточника, обогащенных ионами Ca"14", обеспечивается градиентом ионов /Va+ через мембрану. При этом величина Д/а+- концентрационного градиента определяет величину и скорость выведения ионов Са++ из клетки.

Таким образом, независимо от эффективности участия Д/а+ - Ca44" обменного механизма в регуляции базального уровня внутриклеточного Са++, при увеличении последнего превалирующая роль в выведении ионов Са++ из клетки принадлежит Д/а+- Са++ обменному механизму.

4. Роль /Va+- Ca44" обменного механизма в формировании потенциала действия гладкомышечных клеток мочеточника.

Известно, что потенциал действия гладкомышечных клеток мочеточника состоит из двух компонентов: пикового, состоящего из повторяющихся и градуально уменьшающихся спайков, и плато-компонента ( Kuriyama, Tomita, 1970; Bury, Shuba, 1976;

Shuba, 1977 а; Кочемасова, 1982). При этом входящий ток обеспечивается, главным образом, ионами Са++ ( Kobayashi, ., 1969; Bülbrjng, Vomita, 1977; Shuba, 1977 а). Ионы же /Va+, принимая участие в генерации стабильной ритмичной активности пейсмекерной области мочеточника (Казарян и др., 1989 б;19906), вовлечены также и в возникновение плато-компонента потенциала действия ( Kuriyama, Tomita, 1970; Bury, Shuba, 1976).

Поскольку длительность плато потенциала действия определяет длительность фазного сокращения клеток мочеточника, то изучение механизмов, ответственных за генерацию плато потенциала действия, представляет большой интерес. Однако, несмотря на многочисленные исследования, природа плато потенциала действия гладкомышечных клеток мочеточника до сих пор остается неясной. , Хотя большинство исследователей (Бурый, 1973; Shuba, , 1977 а; . Тишкин, Байдан, 1982) предполагают, что в формировании плато основная роль принадлежит ионам f\Jа+, ряд других ( Reuter, Scholz, 1977; Кочемасова, 1982) на основании наличия выраженного плато в отсутствии ионов Л/а+ считают, что в генерации этого компонента потенциала действия участвуют медленные входящие кальциевые токи. В то же время можно допустить, что в нормальных условиях подобная роль принадлежит не увеличению проницаемости мембраны к ионам /Va+ ( Kuriyama, Tomita, 1970; Шуба и др.,1980), а скорее всего /Va+- Са++ обменному току из совокупности всех текущих одновременно через мембрану токов.

Результаты, полученные в данной работе, показывают, что при восстановлении активности мочеточника в натриевом растворе (120 ммоль/л) спайки, зарегистрированные сразу же после введения ионов А/а+ во внешний раствор, имеют большую длительность плато-компонента, по сравнению с нормальным раствором Кребса. Через некоторое время длительность плато-компонента укорачивается (8-10 мин), достигая той величины, которая наблюдалась в нормальном растворе Кребса.

Для мышц, не обладающих активностью в натриевой среде, также было показано, что потенциалы действия, вызванные деполяризующим током одинаковой интенсивности непосредственно после смены безнатриевого раствора на натриевый раствор со 120 ммоль/ л ионов /\/а+ и через 8 мин, отличаются друг от друга длитель-

ностьго потенциала действия. Из приведенных результатов видно, что влияние ионов Д/а+ на плато потенциала действия проявляется в основном в течение первых минут после введения натрия в среду.

Ранее было показано, что при условии превышения внутриклеточной концентрации ионов Са++ над его исходным уровнем превалирующая роль в выведении ионов Са++ из клетки принадлежит /\/а+ - Са++ обменному механизму. При этом предполагается, что про-тивотрйнспорт ионов На.+ и Са++ протекает довольно быстро (в течение первых 10 мин). Это полностью соответствует временному интервалу, за который наблюдается укорочение плато потенциала действия. В этом случае нельзя исключить наличие определенной связи между электрогенным /Уа+- Са4"4" обменным механизмом и изменением длительности плато-компонента потенциала действия.

Была исследована также роль ионов /Уа+ в формировании плато-компонента при ингибированной А/а+- К+ помпе, являющейся механизмом, поддерживающим концентрационный градиент Л/а+. При низких концентрациях ионов (30-40 ммоль/л) в оуаба-

иновой среде восстановленная активность обогащенных ионами Са++ мышц представляет собой обычно простые пиковые разряды, которые через 3-4 мин прекращаются. Последующее увеличение содержания ионов /\/а+ во внешнем растворе (до 80-100 ммоль/л) приводит к восстановлению спайков с несколько большей длительностью, которые затем сужаются. Генерация активности в этом случае длится не более 5-6 мин. В тех же экспериментах, в которых б'езнатриевая среда сразу сменяется на раствор с высокой концентрацией.ионов Д/а+ выявляется заметный плато-компонент, и активность регистрируется уже до 15 мин. За этот промежуток времени в указанных условиях, как показано ранее, происходит уменьшение градиента /Vа+ в 3 раза и возрастание кальциевого градиента более чем в 2 раза. Последние могут служить причиной исчезновения плато и, как показано ранее, самой активности.

Согласно вышеизложенным данным, ионы способны за-

менить ионы А/а+ в протиЕоградиентном сопряженном движении ионов Са++ из гладкомышечных клеток мочеточника. В связи с этим было исследовано влияние концентрационного градиента ионов на формирование плато-компонента восстановленного после ингибирования в безнатриевой среде потенциала действия.

При изменении литиевого концентрационного градиента происходит изменение формы потенциала действия. Причем, с уменьшением градиента лития со временем повторное введение в среду большой концентрации лития (свыше 100 ммоль/л) восстанавливает потенциал действия, однако, уже с несколько меньшей длительностью. Введение же в среду отмеченных концентраций лития непосред -ственно после безнатриевого раствора приводит к формированию плато. Следует отметить, что имеется тесная взаимосвязь между концентрацией ионов лития в среде и порогом возбудимости мембраны клеток мочеточника, как это показано для натрия в оуабаи-новой среде. Так, для мышц, активность которых не восстанавливается в литиевой среде, установлено, что чем больше содержание лития в растворе, тем деполяризующие токи меньшей интенсив-' ности способны вызвать активность. Показано также, что при концентрации лития в среде свыше 100 ммоль/л в большем числе случаев (70-80?) наблюдается восстановление активности. Приложение к этой активности деполяризующего тока может привести к небольшим изменениям формы этой активности, тогда как гиперполяризация подавляет активность. При этом наблюдается тенденция к небольшому уменьшению длительности и амплитуды потенциала действия при деполяризации. В рамках гипотезы о регуляции плато-компонента потенциала действия мочеточника Са++ обменным механизмом, отмеченные небольшие изменения длительности плато, по-видимому, могут быть связаны с влиянием поляризации мембраны на электрогенный компонент Д/а+- Са++ обменного механизма.

Следует отметить, что потенциалы действия, зарегистрированные в оуабаиновых и литиевых растворах, имеют значительно меньшую амплитуду по сравнению с исходной активностью в растворе Кребса и, как правило, не имеют осцилляций.

Полученные результаты свидетельствуют об участии Д^а+ -Са++ обменных токов в формировании плато потенциала действия. Действительно, присутствие в мембране потенциалозависимых быстрых каналов для ионов Са++ ( КоЬауаз1ц, 1969; Вигу, ЭЬиЬа, 1976; эьиЪа, 1977 а) приводит к увеличению внутриклеточной концентрации ионов Са++ и, соответственно, к уменьшению величины потенциала реверсии обменного механизма. Это, в свою очередь, созает условия для генерации Д/а+- Са++ системой

входящих токов, чувствительных к концентрационному градиенту Д/а+.

Исходя из вьшеизложенного, можно сделать вывод о наличии влияния концентрационных градиентов ионов //а+ и оСи +, обеспечивающих выведение избыточного кальция из клетки через

/\/а+- Са++ обменный механизм, на формирование потенциала действия посредством регуляции длительности плато-компонента.

!. ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Известно, что гладкомышечные клетки мочеточника морской свинки генерируют потенциалы действия, состоящие из спайково-го и плато компонентов ( Кипуата, Той^Ьа, 1970; Кочемасо-ва, 1971; Вигу, ЗЬшЪа, 1976; БЬиЬа, 1977 а; Шуба И др., 1980). Исследования ионной природы возникновения потенциала действия свидетельствуют о том, что миогенная активность гладкомышечных клеток мочеточника может создаваться на основе взаимодействия электрогенных систем мембраны ( БЬиЬа, 1977 а; Назарян и др., 1987). Определяющая роль при этом отводится системам переноса ионов /\/а+ и Са++. Действительно, спайковый компонент потенциала действия обеспечивается, главным образом, входящим потоком ионов Са+ (Шуба, 1981). В отношении плато-компонента превалирующая роль большинством исследователей отводится ионам /Уа+ ( Киг1уаша, Тотз^а, 1970; ЗЪиЬа, 1977а).

При этом предполагается, что быстрый кальциевый ток имеет более высокий порог возбудимости, который может создаваться, в частности, натриевой деполяризацией. Для гладкомышечных клеток мочеточника базовую деполяризацию для кальциевой системы создает натриевое плато ( Вигу, зьиЪа, 1976). В то же время для желудочно-кишечного тракта и мочеточника показано, что безнатриевая среда с увеличенным (по сравнению с нормаль-гам раствором Кребса) содержанием ионов Са+|" талсже способна деполяризовать мембрану до уровня, активируючюго кальциевые каналы ( КоЪа.уазЫ, 1969; 13акагао1:о, Тот^п, 1982).

Результаты, полученные в данной работе, подтверждают способность безнатриевой среды деполяризовать клетки мочеточ-

ника до уровня активации кальциевых каналов, в результате чего • наблюдается устойчивая, ритмичная спайковая активность в течение определенного промежутка времени. И лишь последующее вве-. дение ионов. /Vа+в среду способно восстановить активность мышц. .

Таким образом, поддержание трансмембранного потенциала на уровне, близком к пороговому.значению, осуществляется благодаря наличию ионов /Va+ во внешней среде ( Kuriyama, Tomita, 1970; Tomita, Watanabe, 1973; Bülbring, Tomita, : 1977). Это связано с тем," что данный ион обеспечивает, работу таких электрогенных систем, как jVa+- К+- помпа, Л/а+- Са++ обменный механизм ц, характеризуется большой/проницаемостью для данных образований ( Casteels, 1981; Aickin,• 1987).

Вместе с тем, наблюдаемое стабильное восстановление 4 > спонтанной активности гладкомышечных клеток мочеточника в присутствии ионов /Va+ в среде в отличие от активности, обусловленной временной активацией Са++- каналов в безнатриевом растворе, можно объяснить включением транспортных натриевых систем, обеспечивающих одновременно и порог возбудимости мембран гладкомышечных клеток мочеточника, й.регуляцию внутриклеточной концентрации ионов Ca44", /Va+ и К+.

Поскольку спайки являются одним из основных путей входа ионов Са++ в клетку (Шуба, 1981; Mangel et al., 1982), то ингибирование активности в безнатриевой среде может быть обусловлено увеличением внутриклеточного содержания ионов Ca"44". Естественно, в этих условиях нельзя исключить смещения уров-' ня мембранного потенциала, изменения проницаемости мембраны к некоторым ионам и, возможно, инактивацию кальциевых спайковых каналов ( Tomita, Watanabe", 1973; Mangel et al., 1982; Назарян и др.,1989). Выявление мембранных механизмов, ответственных за последующее уменьшение обогащенных ионами кальция . клеток, легло в основу многих исследований ( Busselen, Van Kerkhove, 1978; Eitts, 1979; Hirata et al., • 1981).

Согласно имеющимся на сегодняшний день литературным данным, регуляция кальциевого гомеостаза гладкомышечных клеток осуществляется с помощью АТФ-зависимоЙ Са++- помпы или при использовании энергии электрохимического градиента*ионов /Va+ через мембрану клеток посредством А/а+- Са++ обменного меха -

низма ( Eisner, Lederer, 1985; Matlib et al., 1985; Aaron-son, Benham, 1989). Вместе с тем, нз исключается также возможность одновременного функционирэвания обоих транспортных механизмов ( Busselen, Van Kerkhove,1978).

В настоящих исследованиях для клеток мочеточника была выявлена значительная фракция выхода ионов Са++ из клеток, активируемая концентрационным градиентом А/а+. При этом величина натриевого концентрационного градиента определяет скорость выведения ионов Са++ из мышц.

Для артериальных гладкомышечных клеток ( Ashida, Blaustein, 1987; Smith et al., 1987), сердечных мышц ( Kimu-ra et al., 1987) и гигантского аксона ( DiPolo, Beauge, 1983) были получены результаты, подтверждающие гипотезу о возможности уменьшения внутриклеточной концентрации ионов Са++ с помощью Д/а+- Ск++ обменного механизма, "латентного" при нормальных условиях. Показано, что при нормальных физиологических условиях базальный уровень внутриклеточной концентрации ионов Са++ определяется, скорее всего, АТФ-зависимой Ca44" -помпой. В то' же время допускается, что после возбуждения мышц, сопровождающегося деполяризацией мембраны, увеличение внутриклеточной концентрации ионов Са++ происходит не только через Са++- каналы, но и при участии /V а+- Са++ обменного механизма. Последующая реполяризация мембраны создаст тогда предпосылки для работы обменника в режиме выведения ионов Са++ из клеток и приведет к уменьшению внутриклеточной концентрации ионов Ca"14". Это, в свою очередь, уменьшит частоту оборотов переносчика и восстановит доминирующую роль АТФ-зависимой Са++-помпы в регуляции внутриклеточной концентрации ионов Са++.

Действительно, в вышеприведенных экспериментах для 8-10-кратно обогащенных ионами Са++ мышц мочеточника показана основная роль N а+- Са++ обменного механизма в быстром удалении ионов Са++ из клетки.

Таким образом, независимо от эффективности участия /V а+-Са++ обменной системы в регуляции базального уровня внутри -клеточного Са++, при увеличении последнего превалирующая роль в выведении ионов Са++ принадлежит //а+- Са++ обменному механизму.

Исходя из этого, интересно выяснить, может ли данный переносчик быть полностью ответственным за поддержание низкой концентрации Ca44 в клетках мочеточника.

Согласно термодинамической модели ( Blaustein, Hodgkin, 1969), /Va4- Ca4'1 обменная система в режиме выведения ионов Ca44 из клетки удовлетворяет следующему соотношению:

ССа^З./ССа^о ^(С^Л/САИСГ- е.хр(.а-£У E.F/R.T ' где ib - стехиометрия обмена, Е^ - мембранный потенциал, F, К, Т - постоянная Фарадея, газовал постоянная и абсолютная температура, соответственно, [N¿1 I, [Ca44!! и [Wst] -внутриклеточные и внеклеточные концентрации ионов Са4+ и /Va+. •Имея в виду полученные данные для внутриклеточной концентрации Са4+ в нормальном растворе Кребса (I - 2,6-мкмоль/кг сырого ве-^ са) и принимал величину межклеточного пространства равной 3040% сырого веса мьппцы ( Aickin et al., 1984), кальциевый" " градиент через мембрану находится в пределах 1,2- Ю-4 -3,2-10"? т.е. удовлетворяет данному соотношению.

В условиях экспериментов, выполненных в данной работе, при инкубации мышц в безнатриевой среде с 10 ммоль/л ионов Ca44 внутриклеточная концентрация ионов /Уа4 понижается до 5-7 ммоль/л, в то время кат: внеклеточная концентрация данного иона - 120-140 ммоль/л. Внутриклеточная концентрация ионов Ca44 в этих условиях была увеличена в 8-10 раз. Полученные значения для внутриклеточной концентрации ионов /Va4 и внутриклеточной концентрации ионов Са++ лучше удовлетворяют вышеприведенному соотношению, чем таковые в нормальном растворе Кребса. Это свидетельствует в пользу предполагаемого 3/Va4:ICa44 обмена в условиях нагружения мышц кальцием.

Следует отметить, что вышеприведенные данные не удовлетворяют электронейтральному 2 /Va4:ICa44 обмену.

Таким образом, энергия электрохимического градиента Д/а"1 через мембрану гладкомышечных клеток мочеточника достаточна, чтобы поддерживать данный градиент ионов Ca44 с помощью электрогенного 3/Va4:ICa44 обменного механизма. Однако исключения участия других механизмов в дополнение к /Va4- Ca44 обмену, транспортирующих ионы Са4+ против электрохимического градиента нуждается в дальнейших экспериментальных исследованиях.

Функциональное значение /Vа+- Са++ обменного механизма для гладкомышечных клеток мочеточника не ограничивается лишь его участием в поддержании кальциевого клеточного гомео-стаза. Приведенные в работе результаты указывают на важную роль ионов /\/а+ в регуляции спайковой активности мочеточника. Надо отметить, что при этом наблюдается соответствие между электрофизиологическими и радиоизотопными исследованиями. Выведение . избыточного количества Са++ из нагруженных данным ионом мышц сопровождается восстановлением спайковой активности, причем оба процесса протекают за тот же временной интер' вал.

Исходя из полученных в настоящей работе результатов относительно влияния А/а+- Са++ системы на длительность плато -компонента потенциала действия, следует заново оценить участие /Уа+- и Са++- транспортных систем в генерации потенциала действия мочеточника. Как уже отмечалось выше, /\/а+— зависимое плато потенциала действия наблюдается лишь после кальциевых пикоподобных компонентов и достаточно длительно во времени. Действительно, потенциалозависимые быстрые Са++- каналы создают предпосылки для активации /\/а+- Са++ обменного механизма в режиме выведения .ионов Са++ из клетки и генерации последующей деполяризационной фазы плато.

Таким образом, А/а+— Са++ обменный механизм, помимо указанных функциональных значений, может принимать конструктивное участие в регуляции конфигурации потенциала действия мочеточника.

Если допустить, что в гладкомышечных клетках мочеточника все же имеется Л/а+- Са++ обменный механизм, и он является цельной транспортной системой, а не состоит из отдельных каналов, то возникает вопрос о специфичности данной системы к ионам Иа.+ и Са++.

Результаты приведенных экспериментов относительно способности ионов Ва++ заменить ионы Са++ в А/а+- Са++ системе подтверждают предполагаемую высокую специфичность Л/а+— Са++ обменного механизма к ионам Са++. В то же время, результаты электрофизиологических и радиоизотопных исследований по замещению ионов Л(а+ ионами сСь + свидетельствуют в пользу неспе-

цифичности А/а+- Са++ обменного механизма к ионам Л/а+.

Известно, что для гладкомышечной ткани необходимо поддерживать низкую концентрацию ионов Са++ внутри клетки, которая обеспечивает входящий поток ионов Са++ в период генерации спайковой активности. Выход ионов Са++ из клетки может быть осуществлен посредством таких транспортных систем, как АТФ-" зависимая Са++- помпа ( Casteels, Van Breemen, 1975; Сага-ГоЦ, 1984) либо /\/а+- Са++ обменный механизм ( Eisner, Lederer, 1985; Ashida, Blaistein, 1987). В то же время выявлено, что спайковый миогенный ритм гладкомышечных клеток мочеточника обусловлен системой взаимодействующих электрогенных транспортных механизмов мембраны, одним из элементов которой является /\1а+- К+- помпа ( Tomita, Watanabe, 1973). Пот казано, что спайковая активность мочеточни.ка связана с работой /Va+- К+- помпы таким образом, что выключение помпы приводит к подавлению всей активности в целом (Казарян, Тираян, 1984). Связь между функционированием /Va+- К+- помпы и работой электрогенного Са++- канала могут осуществлять либо А/а+- Са++ обменный механизм, либо АТФ-зависимая Са++ - помпа.

Вместе с тем, согласно данным некоторых авторов ( Martiro-sov et al., 1981; Heefner, 1982; Чайлахян, 1984), даже при умеренном режиме работы других ионных транспортных систем ионный насос должен затрачивать до 50Й от количества клеточного АТФ для поддержания гомеостаза клетки, независимо от типа насоса и типа клетки. Введение второго ионного насоса в цито -плазматическую мембрану создает энергетически перегруженную конструкцию гладкомышечных клеток. Это возможно лишь в том случае, когда один из насосов работает с небольшой нагрузкой или когда выработка АТФ превышает затраты на работу отдельного насоса.

Однако данные, приведенные в работе, свидетельствуют в пользу присутствия А/а+- Са++ обменного механизма в системе взаимодействующих механизмов, поскольку данный механизм, наряду с регуляцией внутриклеточной концентрации ионов Са++, участвует и в создании спонтанной активности гладкомышечных клеток мочеточника. ♦

Исходя из вышеизложенного, а также основываясь на энергетической невыгодности присутствия двух ионных насосов, можно предположить, что связь между Са4"4- каналом и /Va4- К+-на-сосом осуществляется, скорее всего, через //а4- Са4"4" обменный механизм. Не менее важными являются и данные, что такал система заменяет собой Са4"4"- насос и, не тратя энергию АТФ, может тем не менее контролировать внутриклеточный уровень ионов Са4"4" ( Ashida, Blaustein, 1587; Hodçkin et al., 1937) и принимать непосредственное участие в возникновении и формировании стабильной спайковой активности мочеточника.

ВЫВОДЫ

1. При исследовании роли ионов N а4" среды в регуляции спонтанной активности гладкомышечных клеток мочеточника установлено, что продолжительность генерации спайковой активности в безнатриевой среде находится в экспоненциальной зависимости от концентрации ионов Са++ во внешнем растворе. При введении в среду ионов /Уа4" наблюдается восстановление активности. В условиях ингибировашой Мя4"- К4"- помпы продолжительность генерации восстановленной спайковой активности заметно короче по сравнению с нормальными условиями.

2. Обнаружено, что в безнатриевой среде происходит увеличение внутриклеточной концентрации ионов Са4"4", которое достигает максимальной величины за период времени, в течение которого наблюдается генерация спайков. Одновременно отмечается соответствующее уменьшение внутриклеточной концентрации ионов

/V а4". Последующее введение в среду ионов /Уа+ приводит к быстрому (в течение 10 мин) уменьшению избыточного количества внутриклеточной концентрации ионов Са4"4", сопряженного противоположно направленному потоку ионов //а4", в клетку и восстановлению спайковой активности. Допускается, что ионы Л'а4" не являются специфичными для выведения ионов Са4"4" из клеток мочеточника, ионы сД + оказывают такое же влияние на внутриклеточную концентрацию ионов Са4"4".

3. Установлено, что ионы Ва++ не способны заменить ионы Са++ в генерации спонтанной активности мочеточника. Замена ио-1 нов /Уа+ на ионы <А1 + приводит к восстановлению активности, амплитуда и длительность потенциалов действия которой увеличиваются с увеличением концентрации ионов с(с+ в среде.

4. Величина концентрационного градиента ионов А/ а+ определяет величину и скорость выведения ионов Са++ из обогащенных данным ионом мышц. Причем, при больших концентрациях ионов Д/а+ среды эта скорость достигает некоторой стабильной максимальной величины, которая уже в течение .10—15 мин способна обеспечить основное уменьшение избыточного внутриклеточного Са++. В этих условиях, в зависимости от увеличения содержания ионов Д/а+ среды наблюдается пропорциональное увеличение внутриклеточной 1 концентрации ионов А/а.+. 1

5. Показана зависимость плато-компонента потенциала действия мочеточника от концентрации ионов /Vа+ либо оСI + среды.

В натрий-содержащей среде длительность плато потенциала действия, обогащенного ионами Са++ мышц, уменьшается со временем и в дальнейшем генерируется стабильная активность. При ингибиро-ванной /Vа+- К+- помпе вслед за отмеченным укорочением длительности плато потенциала действия наблюдается исчезновение активности. Предполагается участие концентрационного градиента ионов //а+ в формировании плато потенциала действия. Аналогичный результат получен и в отношении ионов сС'с+.

6. Полученные данные свидетельствуют в пользу участия

/Vа+- Са++ обменного механизма как в регуляции внутриклеточной концентрации ионов Са++, так и в возникновении и формировании стабильной спайковой активности мочеточника. Установлен^ что

Д/а+- Са++ обменный механизм является специфичным к ионам Са++ и мало избирателен к ионам Nа+.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I. /Уа+- Са++ обмен в регуляции активности гладкомышечных клеток мочеточника морской свинки //Ш Республиканская конференция аспирантов: Тез.докл.-Ереван, 1989, с.80.

2. Роль ионов натрия среды в регуляции спайковой активности мочеточника //Физиол.журн.СССР. - 1989. - Т.75, № 6. - С. 845-850 (Соавт. Казарян К.В., Тираян A.C., Акопян P.P., Мартиросов С.М.).

3. Регуляция спонтанной активности мочеточника /Vа+- Са++ обменным механизмом //Физиол.журн.СССР.- 1990.- Т.76, № I.-C.II5-I2I (Соавт. Казарян К.В., Тираян A.C., Акопян P.P.).

4. Роль катионов внешней среды в регуляции внутриклеточной концентрации, ионов Са++ в гладкомышечных клетках мочеточника //Фи зиол.журн.СССР. - 1990. - Т.76, № 8. - C.I084-I089

• (Соавт. Казарян К.В., Геворкян Г.А.).

5. Об активации кальциевых потенциалов действия мочеточника ионами натрия среды //Ш Всесоюзная конференция по нейронау-кам: Тез.докл. - Киев, 1990, с.26-27 (Соавт. Казарян К.В.).

6. О влиянии ионов /Va+ на внутриклеточную концентрации кальция мочеточника морской свинки //Виол.журн.Армении. - 1990, № 10—II, с. 922-928 (Соавт. Казарян К.В., Акопян P.P.).

7. Роль натриевого градиента в выведении ионов Са++ из гладко-мышечных клеток мочеточника //Физиол.журн.СССР. - 1991. -

Т.77, № 7. - С.930-936 (Соавт. Казарян К.В., Геворкян Г.А.).