Динамика сокращений скелетных мышц крысы при активации Р2-рецепторов после перерезки спинного мозга

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Травма спинного мозга, периферических нервов сопровождается выделением провоспалительных цитокинов и хемокинов, которые могут усиливать активность нейронов. Среди медиаторов повреждения особо можно выделить аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ), которая вовлечена в процессы формирования острой и хронической нейропатической боли, и чрезмерное её высвобождение травмированной тканью вызывает активацию P2-рецепторов, что может повлиять на механизмы вторичного повреждения тканей. При общей изученности эффектов АТФ на периферическую нервную систему патофизиологическая роль пуринергического сигнального звена при спинализации не раскрыта.

Цель исследования — оценка динамики сокращений скелетных мышц крысы при воздействии на Р2-рецепторы после спинализации.

Материалы и методы. Объектом исследования выступали камбаловидная мышца, длинный разгибатель большого пальца и диафрагма интактных крыс и животных после спинализации. Через 7 сут после ламинэктомии с последующей перерезкой спинного мозга животных наркотизировали, обескровливали и выделяли мышцы с культями нервов. Параметры сократительных ответов регистрировали механомиографическим методом. Для оценки эффектов лигандов в ванночку добавляли АТФ и через 7 мин оценивали механические ответы мышц. После отмывки раствором Кребса инкубировали с раствором сурамина в течение 20 мин с последующим добавлением АТФ и вновь регистрировали механические ответы мышц. Статистическую значимость оценивали с помощью критерия Стьюдента для независимых и попарно сопряжённых выборок.

Результаты. Выявлено значимое (р < 0,05) снижение модулирующей активности основного эндогенного агента — АТФ в холинергическом синапсе камбаловидной мышцы с 32,4 до 5,8% и с 13,7 до 5,6% для длинного разгибателя большого пальца вследствие спинализации (повреждения спинного мозга на уровне Th6–Th7) в сравнении с интактными животными. На диафрагме столь драматических изменений не наблюдалось.

Заключение. Продемонстрированная нами аномальная модуляция АТФ нервно-мышечного перехода предоставляет доказательства вовлечённости пуринергического звена в нейротрофический контроль и функционирование различных двигательных единиц.

Об авторах

Адель Евгеньевич Хайруллин

Казанский государственный медицинский университет; Казанский (Приволжский) федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: khajrulli@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-6155-622X

к.б.н., ассистент каф. биохимии и клинической лабораторной диагностики Казанского государственного медицинского университета; с.н.с. научно-исследовательской лаборатории «Механобиология» Института фундаментальной медицины и биологии Казанского (Приволжского) федерального университета

Россия, Казань; Казань

Дина Вадимовна Ефимова

Казанский государственный медицинский университет

Email: khajrulli@ya.ru
ORCID iD: 0009-0000-3966-0813

аспирант каф. биохимии и клинической лабораторной диагностики Казанского государственного медицинского университета

Россия, Казань

Марат Александрович Мухамедьяров

Казанский государственный медицинский университет

Email: marat.muhamedyarov@kazangmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-0397-9002

д.м.н., профессор, зав. каф. нормальной физиологии Казанского государственного медицинского университета

Россия, Казань

Максим Эдуардович Балтин

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: khajrulli@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-5005-1699

н.с. научно-исследовательской лаборатории «Механобиология» Института фундаментальной медицины и биологии Казанского (Приволжского) федерального университета

Россия, Казань

Татьяна Валерьевна Балтина

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: khajrulli@ya.ru
ORCID iD: 0000-0003-3798-7665

к.б.н., доцент, зав. научно-исследовательской лаборатории «Механобиология» Института фундаментальной медицины и биологии Казанского (Приволжского) федерального университета

Россия, Казань

Сергей Николаевич Гришин

Казанский государственный медицинский университет

Email: sgrishin@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-2851-579X

д.б.н., профессор каф. медицинской и биологической физики с информатикой и медицинской аппаратурой Казанского государственного медицинского университета

Россия, Казань

Айрат Усманович Зиганшин

Казанский государственный медицинский университет

Email: airat.ziganshin@kazangmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9087-7927

д.м.н., профессор, зав. каф. фармакологии Казанского государственного медицинского университета

Россия, Казань

Список литературы

  1. Scholz J., Woolf C.J. Can we conquer pain? Nat. Neurosci. 2002;5:1062–1067. doi: 10.1038/nn942
  2. Peng W., Cotrina M.L., Han X. et al. Systemic administration of an antagonist of the ATP-sensitive receptor P2X7 improves recovery after spinal cord injury. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009;106(30):12489–12493. doi: 10.1073/pnas.0902531106
  3. Kobayashi K., Yamanaka H., Noguchi K. Expression of ATP receptors in the rat dorsal root ganglion and spinal cord. Anat. Sci. Int. 2013;88(1):10–16. doi: 10.1007/s12565-012-0163-9
  4. Abbadie C., Bhangoo S., De Koninck Y. et al. Chemokines and pain mechanisms. Brain Res. Rev. 2009;60(1):125–134. doi: 10.1016/j.brainresrev.2008.12.002
  5. Gourine A.V., Dale N., Llaudet E. et al. Release of ATP in the central nervous system during systemic inflammation: real-time measurement in the hypothalamus of conscious rabbits. J. Physiol. 2007;585(1):305–316. doi: 10.1113/jphysiol.2007.143933
  6. Хайруллин А.Е., Ефимова Д.В., Гришин С.Н., Зиганшин А.У. Влияние спинализации на динамику сокращений скелетных мышц крысы при активации P2-рецепторов. В сб.: XXIV съезд физиологического общества им. И.П. Павлова (Санкт-Петербург, 11–15 сентября 2023 г.). Санкт-Петербург; 2023:434.
  7. Патент РФ № 216564 U1. Всасывающий культю нерва электрод для электрической стимуляции / Гришин С.Н., Хайруллин А.Е., Зиганшин А.У., Ефимова Д.В. 2023.
  8. Eshpay R.A., Khairullin A.E., Karimova R.G., Nurieva L.R., Rizvanov A.A., Mukhamedyarov M.A., Ziganshin A.U., Grishin S.N. Parameters of single and summated contractions of skeletal muscles in vivo and in vitro. Genes & Cells. 2015;10(4):123–126. doi: 10.23868/gc120535
  9. Хайруллин А.Е., Ефимова Д.В., Еремеев А.А. и др. Влияние травмы спинного мозга на Р2-сигнализацию в холинергическом синапсе. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(5):588–599.
  10. Wang X., Arcuino G., Takano T. et al. P2X7 receptor inhibition improves recovery after spinal cord injury. Nat. Med. 2004;10(8):821–827. doi: 10.1038/nm1082
  11. Profyris C., Cheema S.S., Zang D.W. et al. Degenerative and regenerative mechanisms governing spinal cord injury. Neurobiol. Dis. 2004;15(3):415–436. doi: 10.1016/j.nbd.2003.11.015
  12. Valiullin V.V., Khairullin A.E., Eremeev A.A. et al. Contractions dynamic of fast and slow rat muscle under spinal shock and modulators of contraction. Kazan Medical Journal. 2021;102(3):329–334. doi: 10.17816/KMJ2021-329
  13. Tsuda M., Shigemoto-Mogami Y., Koizumi S. et al. P2X4 receptors induced in spinal microglia gate tactile allodynia after nerve injury. Nature. 2003;424(6950):778–783. doi: 10.1038/nature01786
  14. North R.A. Molecular physiology of P2X receptors. Physiol. Rev. 2002;82(4):1013–1067. doi: 10.1152/physrev.00015.2002
  15. Visentin S., Nuccio C.D., Bellenchi G.C. Different patterns of Ca²⁺ signals are induced by low compared to high concentrations of P2Y agonists in microglia. Purinergic Signal. 2006;2(4):605–617. doi: 10.1007/s11302-006-9023-1
  16. Bianco F., Fumagalli M., Pravettoni E. et al. Pathophysiological roles of extracellular nucleotides in glial cells: differential expression of purinergic receptors in resting and activated microglia. Brain Res. Rev. 2005;48(2):144–156. doi: 10.1016/j.brainresrev.2004.12.004
  17. Gerasimenko Y.P., Avelev V.D., Nikitin O.A., Lavrov I.A. Initiation of locomotor activity in spinal cats by epidural stimulation of the spinal cord. Neurosci. Behav. Physiol. 2003;33(3):247–254. doi: 10.1023/a:1022199214515
  18. Lavrov I., Dy C.J., Fong A.J. et al. Epidural stimulation induced modu- lation of spinal locomotor networks in adult spinal rats. J. Neurosci. 2008;28(23):6022–6029. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0080-08.2008
  19. Illes P., Verkhratsky A., Burnstock G., Franke H. P2X receptors and their roles in astroglia in the central and peripheral nervous system. Neuroscientist. 2012;18(5):422–438. doi: 10.1177/1073858411418524

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема спинализации на уровне Th6–Th7.

Скачать (227KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Вид одиночных сократительных ответов m. soleus, m. EDL и m. diaphragma, вызванных электрической стимуляцией в норме и после спинализации (представлены отдельные репрезентативные треки).

Скачать (107KB)
Метаданные

© Хайруллин А.Е., Ефимова Д.В., Мухамедьяров М.А., Балтин М.Э., Балтина Т.В., Гришин С.Н., Зиганшин А.У., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).