Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Спонтанная электрическая активность гладкомышечной ткани мочевого тракта у крыс

Чибухчян , Роза Гарушовна (2019) Спонтанная электрическая активность гладкомышечной ткани мочевого тракта у крыс. PhD thesis, НАН РА Институт физиологии имени Л. А. Орбели.

[img] PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (1215Kb)
    [img]
    Preview
    PDF (Thesis)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (2370Kb) | Preview

      Abstract

      Мочевыделительный тракт представляет собой комплексную систему органов, обеспечивающих мочеобразование и выделяющих его из организма. Количество выводимой жидкости, определяемое почкой из почечной лоханки посредством мочеточников перемещается к мочевому пузырю, в котором моча кумулируется в течение достаточно длительного промежутка времени и окончательно через уретру выводится из организма (Santicioli P. and Maggi C.A., 1998; McHale N.G. et al., 2006; Weiss R.M. et al., 2006; Fry C.H. et al., 2010; Hammad F.T., 2015). Мочеиспускание реализуется благодаря активному процессу, представляющему собой мышечные сокращения последовательно расположенных структур. Данный спонтанный процесс перистальтики возникает на основе электрических импульсов, которые зарождаются и распространяются вдоль каждого из органов мочевыводящих путей. Вместе с тем, хотя каждый из мочевыводящих органов имеет свою собственную физиологическую функцию, характерной их особенностью является наличие базового спонтанного электрического ритма (Bradley J.E. et al., 2004; Davidson R.A., McCloskey K.D., 2005; McHale N.G. et al., 2006; Roosen A. et al., 2009; McCloskey K.D., 2011). Электрическая активность мочеточников начинается в проксимальной области пиелоуретерального соустья благодаря наличию в данном локусе атипичных клеток, отличных по своей природе как от обычных гладкомышечных клеток, так и интерстициальных клеток Кахаля. Последние из отмеченных клеточных образований функционируют в качестве модуляторов активности и содействуют синхронизации электрических импульсов (David S.G. et al., 2005; Lang R.J. & Klemm M.F., 2005; McHale N.G. et al., 2006; Weiss R.M. et al., 2006; McCloskey K.D., 2011). Спайкподобные всплески активности, координируясь распространяются вдоль всего мочеточника, способствуя возникновению сопутствующей им перистальтической волны (Santicioli P. and Maggi C.A., 1998; Osman F. et al., 2009; Hammad F.T., 2015). В отличие от мочеточника, в котором ритмогенез, способный распространяться вдоль органа, локализован в определенной зоне, спонтанная активность мочевого пузыря представлена в основном единичными спайками, возникающими в различных областях мышечных слоев органа (детрузор), которые создают хаотичные контрактурные сигналы (Creed K.E., 1971; Andersson K.E, Arner A., 2004; McCloskey K.D., 2011). В отношении интерстициальных клеток Кахаля, выявленных в различных субтипах «детрузор» мочевого пузыря, на сегодняшний день не обнаружено определенной их функциональной роли при генерации пейсмекерной активности в норме (Horowitz B. еt al., 1999; Drake M.J. et al., 2003a; Andersson K.E, Arner A., 2004; Sanders K.M. et al., 2006; McCloskey K.D., 2011). Вместе с тем вышеотмеченные структуры могут играть опосредованную роль в процессе синхронизации электрической активности, в то время как не показано участия этих клеток для осуществления основной функции мочевого пузыря заполнение - опорожнение (Milsom I. et al., 2001; Abrams P. еt al., 2002). Как известно, межклеточные соединительные мостики, позволяют рассматривать гладкомышечную ткань мочеточника как истинный синцитий для проведения возбуждения и распространения потенциалов действия вдоль всего органа (Bergman R.A., 1958; Osman F. et al., 2009). Вместе с тем, данные образования в гладкомышечной ткани мочевого пузыря способны обеспечивать процесс синхронизации отдельных потенциалов действия лишь при нервной стимуляции. И в результате становится возможным выполнение функции опорожнения мочевого пузыря (Drake M.J. et al., 2003a; Andersson K.E, Arner A., 2004; Ikeda Y. еt al., 2007). Уретра, комбинированно функционирующая с мочевым пузырем, основной промежуток времени в процессе реализации цикла кумуляции мочи находится в состоянии миогенного тонуса, обеспечиваемого продолжительной контрактурой уретральных гладких мышц. Данный процесс имеет сугубо миогенную природу и ассоциируется с возникновением быстрых деполяризационных всплесков мембранного потенциала на фоне регулярных медленных волн. Интерстициальные же клетки Кахаля представляют собой «свободные пейсмекеры», обеспечивающие возникновение множественных сигналов деполяризации (Fleischmann B.K. et Б1., 1994; McHale N.G. et В1., 2006). Спонтанная активность каждого из исследуемых в работе висцеральных структур, характеризуясь автономностью и миогенной природой, обусловливает осуществление свойственной ей соответствующей физиологической роли. Вместе с тем, для реализации основной функциональной деятельности всего мочевого тракта необходима комплексная деятельность всей системы. Исключительное положение, которое занимают органы мочевой системы по сравнению с другими гладкомышечными органами связано также и с особым реагированием на эндогенный медиатор - гистамин. Последний, в связи с наличием в гладкомышечной ткани как гистаминных рецепторов, так и тучных клеток, способен регулировать возбудимость мышечных слоев органов мочевой системы, сопровождающуюся в основном деполяризацией мембраны клеток и, как следствие, вызывает ее сократимость. Изучение воздействия данного гормона поможет выявлению особенностей сократительной деятельности мышечных слоев всего мочевого тракта в процессе координации разных автономных пейсмекерных областей. На сегодняшний день весьма актуальной и неисследованной остается проблема взаимосвязи между собой спонтанных автономных ритмов мочевых органов, лежащих в основе их базовой активности. Решение данных вопросов может сыграть большую роль при выявлении механизмов, обеспечивающих интегративную деятельность мочевого тракта как в норме, так и в патологических условиях, в частности, нерешенной на сегодняшний день проблемы сверхактивного мочевого пузыря. Целью настоящего исследования явилось изучение особенностей характеристик спонтанной электрической активности гладкомышечной ткани органов мочевыделительной системы (мочеточники, мочевой пузырь, уретра) как в норме, так и в условиях автономной деятельности каждого из них. В соответствии с поставленной целью были определены следующие основные задачи: Провести идентификацию характеристик различных типов автономных спонтанных активностей, представленных в мочеточниках, в мочевом пузыре и уретре, а также изучить влияние между автоматизмами данных органов. Исследовать характер изменений показателей активности мочевого пузыря при ступенчатом отсечении от него приграничных органов. Изучить корреляцию характеристик спонтанной активности уретры и мочевого пузыря как в условиях комплексного функционирования, так и при изоляции друг от друга. Выявить роль гистамина в интегративной деятельности органов мочевого тракта. Впервые проведенный сравнительный анализ показателей потенциалов действия различных областей органов мочевого тракта обнаружил значительную разницу в их электрофизиологических свойствах. Выявлено определенное различие в значениях показателей активности мочеточников, несмотря на аналогичность их функциональной деятельности. Левый мочеточник характеризуется более высокой активностью по сравнению с правым мочеточником. Обнаружено, что спонтанная базовая активность мочевого пузыря среди всех приграничных с ним органов модулируется влиянием на нее лишь автоматизма правого мочеточника. Получены новые данные, выявляющие регуляторную роль тока мочи в процессе корреляции автономных активностей органов мочевого тракта. Впервые получены данные относительно воздействия гистамина на активность комбинированно взаимосвязанных друг с другом мочевого пузыря с уретрой. Выявлено независимое функционирование каждого из них. Морфогистохимический анализ при воздействии гистамина обнаружил усиление активности выявления ортофосфатов в исследуемых отделах как мочеточников, так и мочевого пузыря, в то время как в мышечной оболочке уретры интенсивность окрашивания не наблюдалась. Научно-практическое значение работы. Полученные в работе результаты выдвигают на передний план важность понимания интегративной деятельности всей мочевыделительной системы, а не отдельных ее органов. Приведенные в работе данные помогут расширить наши знания в теоретической урологии и понять клинические аспекты дисфункции мочевой системы. Результаты исследования, касающиеся данных о различиях в электрической активности мочеточников, свидетельствуют о резервной роли одного из них. Данные относительно стимулирующего воздействия гистамина на мочевой пузырь можно включить в базу данных для разработки модели, позволяющей активировать либо угнетать функции одного из мочеточников для последующего изучения патологических процессов, нарушающих мочевыделительную функцию всего мочевого тракта и проводить целенапрвленную терапию с поиском необходимого спектра лекарственных средств. Исследования проводились на 210 половозрелых беспородных крысах-самцах (250-300г.), наркотизированных нембуталом (45-50мг/кг) внутрибрюшинно в условиях in situ. Все эксперименты были острыми и после завершения регистраций животные умерщвлялись введением дополнительного количества нембутала. Денервация органов мочевых путей осуществлялась перерезкой корешков тазового, чревного нервов, а также срамного и подчревного нервов (Nishimatsu H. et al., 1999; Авдей Г.М., 2003; Rajaratnam G., 2004; Bagot K. and Chess-Williams R., 2006; Fry C.H. et al., 2010). Разряды активности мочеточника регистрировались биполярными электродами (расстояние между воспринимающими кончиками - 2 мм). Активность мочевого пузыря и уретры регистрировалась с внутренней поверхности проксимальной зоны органов с помощью парных игольчатых электродов (межэлектродное расстояние 0.5 мм). Изучение взаимосвязи между автоматизмами соседних органов осуществлялось путем изоляции соответственно каждого из них. Проводилась перерезка соответсвующих областей соседних органов друг от друга в зависимости от поставленной задачи (рис. 1). Спонтанная электрическая активность регистрировалась на 4-канальном приборе, разработанном в Институте физиологии им. Л.А.Орбели НАН РА для оценки электрической активности гладкой мускулатуры (Казарян К.В. и соавт., 2011; Саркисян Р.Ш. и соавт., 2014; Казаряан К.В. и соавт., 2015). Մեզի հոսքը ողջ միզատար համակարգով վերին և ներքին միզուղղիներով, ապահովվում է ի շնորհիվ հաջորդաբար դասավորված օրգանների (միզածորաններ, միզապարկ, միզուկ) մկանային շերտերի ինքնաբուխ էլեկտրական ակտիվության: Ներկայումս քիչ է ուսումնասիրված և արդիական է համարվում միզատար համակարգի օրգանների ինքնաբուխ ռիթմերի միջև փոխադարձ կապի խնդիրը, ինչն էլ ընկած է նրանց բազային ակտիվության հիմքում: Այս խնդրի լուծումը կարող է մեծ դեր խաղալ այն մեխանիզմների բացահայտման մեջ, որոնք ապահովում են միզատար համակարգի ինտեգրատիվ գործունեությունը ինչպես նորմայում, այնպես էլ ախտաբանական իրավիճակներում: Աշխատանքում կիրառված ինքնաբուխ ակտիվության գրանցման մեթոդը հնարավորություն է տայիս միաժամանակ ուսումնասիրել միզատար համակարգի վերը նշված օրգանների ինքնաբուխ ակտիվության բնութագրերը ինչպես նորմայում, այնպես էլ այդ օրգաններից յուրաքանչյուրի իր հարևան օրգաններից մեկուսացման պայմաններում: Միզածորանի ծայրային հատվածների մեկուսացված շրջաններում, ինչպես նաև միզապարկում հայտնաբերվել են պեյսմեկերային պոտենցիալների տարբեր տիպեր, որոնք իրենց պարամետրերով չեն համապատասխանում նորմայում գրանցված գործողության պոտենցիալների (ԳՊ-ի) հետ: Մեր հետազոտության արդյունքները վկայում են այն մասին, որ նշված շրջանների պեյսմեկերային ակտիվությունները կարգավորվում են միզածորանի պեյսմեկերային շրջանների փոխադարձ կապով ինչպես միմյանց, այնպես էլ միզապարկի հետ: Անկախ այն հանգամանքից, որ միզածորանները օրգանիզմում իրականացնում են նույն ֆիզիոլոգիական գործառույթը, նրանցից գրանցված ԳՊ-ի բնութագրերի համեմատական վերլուծությունը միմյանց հետ բացահայտել է որոշակի տարբերություններ նրանց մեծություններում: Ընդ որում, ձախ միզածորանից գրանցված ԳՊ-ի գենեզի հաճախականությունը, ամպլիտուդը, վերելքի արագությունը գերազանցում են աջ միզածորանից գրանցված ԳՊ-ի նույն պարամետրերին: Այս օրգաններից յուրաքանչյուրի մեկուսացման պայմաններում ևս բացահայտվել են որոշակի փոփոխություններ նրանց ակտիվության պարամետրերում: Նորմայում ակտիվության ավելի բարձր պարամետրերով բնութագրվող ձախ միզածորանի հատումը միզապարկից էական ազդեցություն չի թողնում միզապարկի ինքնաբուխ ակտիվության վրա, մինչդեռ աջ միզածորանի հատումը անմիջապես բերում է միզապարկի ակտիվության հիմնական պարամետրերի արժեքների որոշակի նվազման, ինչը բացատրվում է պահպանված կողմի կոմպենսացնող ազդեցության դադարով: Հնարավոր է, որ միզածորաններից մեկը օժտված է բականին մեծ փոխհատուցողական ունակություններով, որպեսզի պաթոլոգիական իրավիճակներում կարողանա իրականացնել իր գյխավոր գործառույթը: Չնայած միզատար համակարգի ուսումնասիրվող օրգանների ինքնավարությանը, գոյություն ունի որոշակի կապ նրանց սեփական ինքնաբուխ ակտիվությունների միջև, ինչն էլ ապահովում է այս օրգանների ինտեգրատիվ գործունեությունը: Ելնելով նշված օրգանների միջև առկա խիստ փոխկապակցվածությունից, ինչպես նաև նրանցում տարբեր տիպի պեյսմեկերային ակտիվությունների առկայությունից, այս աշխատանքում, էլեկտրոֆիզիոլոգիական և մորֆոհիստոքիմիական ուսումնասիրությունների զուգակցմամբ ուսումնասիրվել է նաև հիստամին սպեցեֆիկ հորմոնի ակտիվացնող ազդեցությունը այս գործընթացների վրա: Հիստամինը նպաստում է ինչպես երկու միզածորանների, այնպես էլ միզապարկի դրդունակության ակտիվացմանը, սակայն էական ազդեցություն չի թողնում միզուկի էլեկտրական ակտիվության վրա: Հիստամինի ազդեցությամբ սպայկերի կոնտուրի ձևավորման գործակիցը ձախ և աջ միզածորանների, ինչպես նաև միզապարկի համար համաչափորեն բարձրանում է 1.3 անգամ: Միմյանց հետ կոմպլեքս ձևով փոխկապակցված միզածորանների և միզապարկի պեյսմեկերային ակտիվությունների վրա հիստամինի ազդեցության վերաբերյալ մորֆոհիստոքիմիական արդյունքները ամբողջությամբ հաստատում են էլեկտրոֆիզիոլոգիական ուսումնասիրությունների տվյալները: Այսպիսով, հիստամինը չի կարող նպաստել միզուկի տոնիկ կծկողականության առաջացմանը: Հնարավոր է, որ հիստամինի նմանատիպ սպեցեֆիկ ազդեցությունը միզուկի վրա նպաստում է վերջինիս միզապարկի հետ կոմպլեքս գործունեության իրականացմանը: Urine transport along the entire urinary tract, including both the upper and lower urinary tract, is provided by the spontaneous electrical activity of the muscle layers of successive organs: the ureters, the bladder, the urethra. Today, the problem of the relationship between the spontaneous autonomous rhythms of the urinary organs underlying their basic activity remains highly relevant and unexplored. The solution of these issues can play a large role in identifying mechanisms that ensure the integrative activity of the urinary tract, both in normal and in pathological conditions. The method of registration of pacemaker activity used in this work makes it possible to simultaneously study the characteristics of the spontaneous automatism of the represented organs of the urinary tract both in norm and their changes accompanying the successive isolation of each of these organs from the influence of neighboring organs. In the isolated regions of the extreme parts of the ureter, as well as in the bladder, various types of pacemaker potentials were revealed, which do not match in their parameters with the action potentials recorded under normal conditions. Our results suggest about the regulation of these pacemaker activity characteristics with interrelation of the autonomous pacemaker areas of the ureter with each other and with the bladder. A comparative analysis of the characteristics of action potentials of the ureters with each other, despite functional identity, revealed certain differences in their values. At that, the frequency of genesis, amplitude, rate of increase of the action potentials of the left ureter exceed those of the right ureter. Certain changes in activity indicators after isolation of each of the organs were also revealed. Disconnecting of the left ureter, which in norm is characterized by higher rates of automatism, from the bladder does not lead to a certain changes of the bladder automatism, while cutting off the right ureter leads to a certain decrease in the values of the main parameters of its activity due to the absence of compensation of the saved side. Perhaps one of the ureters has great reserve capabilities for the implementation of its main function under pathological conditions. Despite the autonomy of each of the studied organs of the urinary tract, there is a certain relationship between their own spontaneous activities which determines the regulation of the integrative activity of these organs.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Միզատար համակարգի օրգանների հարթ մկանային հյուսվածքի ինքնաբուխ էլեկտրական ակտիվությունը առնետների մոտ: Spontaneous electrical activity of smoothmuscular tissue of the urinary tract tn rats.
      Uncontrolled Keywords: Չիբոիխչյան Ռոզա Գարուշի, Chtbukhchyan Roza
      Subjects: Biology
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 25 Dec 2019 11:02
      Last Modified: 06 Feb 2020 14:38
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/10785

      Actions (login required)

      View Item