Внедрение: 2016 г.

Исследователями кафедры физиологии человека и животных МГУ проведено сравнительное изучение электрофизиологических эффектов избирательной стимуляции мускариновых рецепторов третьего подтипа (М3‑рецепторов) в предсердном и желудочковом миокарде новорожденных крысят (НК) первого дня жизни, крысят трехнедельного возраста (ТНК) и взрослых крыс возрастом 4 месяца (ВК). Электрофизиологические данные сопоставлялись с результатами измерения экспрессии генов М3- и М2‑рецепторов методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени (РВ‑ПЦР).

В работе использовали четырехмесячных самцов белых беспородных крыс массой 300‑350 г, крысят трёхнедельного возраста (ТНК) массой 24‑28 г и новорождённых крысят (НК) массой 4.5‑6 г. Животных декапитировали, после чего быстро вскрывали грудную клетку, выделяли сердце и промывали раствором Тироде, насыщенным карбогеном. После этого из каждого сердца выделяли препарат ушка правого предсердия и препарат стенки правого желудочка. Каждый препарат закрепляли в экспериментальной камере объемом 3 мл эндокардиальной стороной вверх и стимулировали с помощью серебряных электродов.

Потенциал действия (ПД) регистрировали стандартным методом внутриклеточного отведения биоэлектрической активности с помощью стеклянных микроэлектродов сопротивлением 25‑50 МОм, подключенных к усилителю Neuroprobe‑1600 (AM‑Systems, США). Сигнал оцифровывался на АЦП Е14‑140 (L‑Card, Россия) и записывался на компьютере с помощью программы Powergraph v. 3.3 (DiSoft, Россия). Обработку данных проводили в программе MiniAnalysis v. 3.0.1 (Synaptosoft, США). При анализе записей определяли длительность ПД на уровне 50 и 90 % реполяризации, а также амплитуду ПД и величину потенциала покоя.

В электрофизиологических экспериментах использовали четыре соединения: селективные блокаторы М1-, М2- и М3‑рецепторов – пирензепин, метоктрамин и 4-DAMP соответственно, а также агонист М‑рецепторов пилокарпин. Уровни экспрессии генов сравнивали методом РВ‑ПЦР. Для этого использовали препараты ушка правого предсердия и стенки правого желудочка, полученные от НК, ТНК и ВК.

Рисунок 1. Сопоставление оригинальных записей ПД в препарате изолированной стенки правого желудочка НК (А), ТНК (Б) и ВК (В) в контроле и во время максимального развития эффектов пилокарпина (пил, 10 мкМ) в присутствии селективного блокатора М2‑рецепторов метоктрамина (мет, 100 нМ).

Авторы отмечают, что в желудочковом миокарде НК эффект стимуляции М3‑рецепторов более чем в 3 раза превосходил эффект у ВК (рисунок 2А,Б), в то время как в предсердном миокарде существенных различий в выраженности эффекта не наблюдалось.

Рисунок 2. Относительное уменьшение длительности ПД в препаратах желудочкового (А, Б) и предсердного (В, Г) миокарда на уровне 50 % (А, В) и 90 % (Б, Г) реполяризации под действием пилокарпина (10 мкМ) в нормальных условиях, а также в присутствии метоктрамина (100 нМ) и 4‑DAMP (10 нМ). По оси ординат – максимальная выраженность изменений, вызванных пилокарпином, в % от значений соответствующих величин в контроле.
* – статистическая эффекта, критерий Вилкоксона, p < 0.05. & – значимость отличия величин эффекта от соответствующего значения у взрослых крыс, критерий Манна–Уитни, p < 0.05.

Результаты данной работы предполагают важную функциональную роль М3‑рецепторов в желудочках новорожденных крысят, которая нивелируется у взрослых животных. При этом функции М3‑рецепторов не ограничиваются воздействием, изученным специалистами, на электрическую активность. Например, возможно участие М3‑рецепторов в реализации кардиопротекторных воздействий ацетилхолина в условиях окислительного стресса, испытываемого организмом новорожденного. Связь изменения роли М3‑рецепторов с началом симпатической регуляции миокарда представляется маловероятной, поскольку в трехнедельном возрасте перед включением симпатической регуляции эффект стимуляции М3‑рецепторов уже отсутствует.

Работа выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований (№ 14‑04‑01564).

Источник:

Тапилина С.В., Абрамочкин Д.В. Снижение чувствительности миокарда к стимуляции мускариновых рецепторов третьего типа в постнатальном онтогенезе // ActaNaturae. – 2016. – Т .8, № 2 (29). – С. 141‑146.

Разработчик: Тапилина С.В., Абрамочкин Д.В. (МГУ им. М.В. Ломоносова, кафедра физиологии человека и животных)