|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Ионные каналы гладкомышечных клеток сосудов в раннем постнатальном онтогенезеНИР
Vascular smooth muscle ion channels in early postnatal ontogenesis
- Руководитель НИР: Тарасова О.С.
- Участники НИР: Борзых А.А., Гайнуллина Д.К., КАЛЕНЧУК В.У., Кирюхина О.О., Костюнина Д.С., Мартьянов А.А., Селиванова Е.К., Швецова А.А.
- Подразделение: Кафедра физиологии человека и животных
- Срок исполнения: 1 января 2016 г. - 31 января 2018 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 16-04-01395 А
- Номер ЦИТИС: 116012810152
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Физиологические механизмы деятельности, развития и устойчивости организма человека и животных
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.39.51 Возрастная физиология
- 34.39.29 Кровообращение
-
Ключевые слова:
гладкая мышца, эндотелий, артерии, мембранный потенциал
arteries, membrane potential, smooth muscle -
Описание:
Проект направлен на проверку гипотезы о том, что постнатальное созревание артерий сопряжено с комплексными изменениями функционирования ионных каналов, которые регулируют поступление Са2+ в цитоплазму гладкомышечных клеток (ГМК). Для артерий крыс в возрасте 1-2 нед. по сравнению со взрослыми будет проведен анализ функциональной значимости потенциал-управляемых Са2+-каналов, неселективных катионных каналов семейства TRP и различных типов калиевых каналов, а также исследована роль сосудистого эндотелия в модуляции активности этих каналов. Планируется оценить эффекты блокаторов и активаторов этих ионных каналов на сократительные ответы артерий при активации адренорецепторов и К+-деполяризации, уровень мембранного потенциала ГМК и внутриклеточную концентрацию Са2+. Для выявления связи постнатальных перестроек мембраной проводимости ГМК сосудов с трофическим влиянием симпатических нервов аналогичные исследования будут проведены на хронически денервированных сосудах, полученных от неонатально десимпатизированных крыс. Дополнительно будут определены уровни экспрессии мРНК и соответствующих канальных белков в артериальной ткани.
-
Abstract:
The project aims to test the hypothesis that postnatal maturation of the arteries is associated with complex changes in the functioning of ion channels that regulate the influx of Ca2 + in the cytoplasm of smooth muscle cells (SMC). For arteries of rats aged 1-2 weeks compared with adults we will analyze the functional significance of the voltage-operated Ca2 + channels, non-selective cation channels of TRP family and different types of potassium channels and also will investigate the role of the vascular endothelium in the modulation of the activity of these channels. It is planned to assess the effects of blockers and actofivators of ion channels on the contractile responses of the arteries during activation adrenergic receptors and K + -depolyarisationi, the level of the membrane potential of SMC and the intracellular concentration of Ca2 +. To identify trophic influence of sympathetic nerves on expression and functional activity of different ion channels membrane similar study will be conducted in chronically denervated vessels derived from neonatal sympathectomised rats. Additionally we will determine expression levels of mRNA and proteins of corresponding channel in the arterial tissue.
-
Планируемые результаты:
В ходе выполнения проекта будут решены четыре задачи. Задача 1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КАНАЛОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПОСТУПЛЕНИЕ Са2+ В ГМК СОСУДОВ НОВОРОЖДЕННЫХ И ВЗРОСЛЫХ КРЫС. Поступление Са2+ в ГМК сосудов из наружной среды в основном происходит через потенциал-управляемые кальциевые каналы (VOCC) L-типа. Важным механизмом активации VOCC в ГМК сосудов служит деполяризация мембраны при активации неселективных катионных каналов (представители семейства TRP), которые могут управляться сигналами от мембранных рецепторов в связи с чувствительностью к вторичному посреднику диацилглицеролу. В связи с этим в проекте предполагается провести анализ постнатальных изменений участия VOCC L-типа и ряда представителей семейства TRP в регуляции Са2+ -гомеостаза ГМК сосудов. Задача 2. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ КАЛИЕВЫХ КАНАЛОВ В ГМК СОСУДОВ НОВОРОЖДЕННЫХ И ВЗРОСЛЫХ КРЫС. Изменение проницаемости мембраны ГМК для К+ является основным способом регуляции уровня мембранного потенциала и, следовательно, активности VOCC. Предполагается исследовать роль пяти типов калиевых каналов ГМК: кальций-зависимых К+-каналов большой проводимости (BKCa), потенциал-зависимых К+-каналов (Kv), К+-каналов входящего выпрямления (Kir), АТФ-зависимых K+-каналов (KATP) и К+-каналов с двумя порообразующими доменами (K2P). Задача 3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РОЛИ ЭНДОТЕЛИЯ В РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ ИОННЫХ КАНАЛОВ ГМК СОСУДОВ НОВОРОЖДЕННЫХ И ВЗРОСЛЫХ КРЫС. Ранее мы показали, что секреторная активность эндотелия сосудов в ходе постнатального развития претерпевает существенные изменения, а именно активность эндотелиального NO-пути в сосудах новорожденных крыс значительно выше, чем у взрослых (Приложение, рис.3). Одним из ключевых механизмов NO-ергической релаксации гладкой мышцы сосудов является гиперполяризация наружной мембраны в результате активации К+-каналов. В связи с эти можно полагать, что изменение активности К+-каналов в постнатальном онтогенезе может быть связано с модуляцией их активности со стороны эндотелия. Задача 4. ВЫЯВЛЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ VOCC И РАЗНЫХ ТИПОВ КАЛИЕВЫХ КАНАЛОВ В ГМК СОСУДОВ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ ДЕНЕРВАЦИИ. Мы показали, что симпатические нервны оказывают на гладкую мышцу трофическое влияние на уровне регуляции чувствительности сократительного аппарата к Са2+ (Приложение, рис.4). Данные литературы позволяют предположить, что такое влияние может реализоваться и на уровне регуляции ионной проницаемости наружной мембраны, однако для ГМК сосудов этот вопрос исследован мало. Сопоставление влияния различных ионных каналов в нормально иннервированных и хронически денервированных сосудах позволит ответить на вопрос, связаны ли постнатальные перестройки мембраной проводимости ГМК сосудов с трофическим влиянием симпатических нервов.
-
Научный задел:
Данный проект базируется на наших предыдущих исследованиях, которые выявили: - ключевую роль Са2+-сенситизации в регуляции сокращения артериальных сосудов в раннем постнатальном онтогенезе, которая проявляется на фоне дефицита механизмов Са2+-зависимой регуляции сокращения (Puzdrova et al., 2014); - важную роль трофического влияния симпатических нервов в переходе от Са2+-независимому к Са2+-зависимому способу регуляции сокращения гладкой мышцы сосуда в ходе постнатального созревания и изменении паттерна экспрессии белков, регулирующих гладкомышечное сокращение (Puzdrova et al., 2014); - изменение эндотелиальной функции в артериальных сосудах крыс в раннем постнатальном онтогенезе по сравнению со взрослыми животными, в первую очередь, за счет изменения уровня экспрессии и активности эндотелиальной NO-синтазы (Gaynullina et al., 2013). Следует отметить, что результаты этих исследований опубликованы в высокорейтинговых международных журналах.
-
Основные результаты:
В результате выполнения проекта будут получены новые данные о функционировании ионных каналов ГМК сосудов в раннем постнатальном онтогенезе, что необходимо для разработки новых подходов к терапии сосудистых расстройств у детей в первые годы после рождения.
- Добавил в систему: Тарасова Ольга Сергеевна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Ионные каналы гладкомышечных клеток сосудов в раннем постнатальном онтогенезе |
| Результаты этапа: Впервые проведено методически корректное сравнение уровней мембранного потенциала гладкомышечных клеток (ГМК) артерий новорожденных и взрослых крыс, который определяет состояние VOCC L-типа и, следовательно, поступление Са2+ в клетку из наружной среды. Показано, что ГМК артерий новорожденных крыс по сравнению со взрослыми характеризуются более низким уровнем мембранного потенциала и развивают менее выраженную деполяризацию при адренергической стимуляции. У обеих возрастных групп сократительные ответы артерий полностью ингибировались блокадой VOCC L-типа, при этом роль TRP каналов между группами не различается. Вместе с тем у молодых крыс обнаружена высокая зависимость сокращения от функциональной активности Kv7, а у взрослых крыс – от активности ВКса. Данные о функциональном вкладе различных типов ионных каналов у двух групп крыс коррелировали с уровнями экспрессии мРНК соответствующих канальных белков. | ||
| 2 | 22 марта 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Ионные каналы гладкомышечных клеток сосудов в раннем постнатальном онтогенезе |
| Результаты этапа: Получены приоритетные данные о роли и механизмах регуляции функционирования ионных каналов в гладкомышечных клетках сосудов в раннем постнатальном онтогенезе. Впервые охарактеризованы функциональная роль и содержание Kir каналов в артериях крыс разного возраста. Вклад Kir каналов выше в артериях крыс в возрасте 1-2 недель по сравнению со взрослыми, это связано с их большим влиянием на мембранный потенциал гладкомышечных клеток артерий и находится в соответствии с более высоким уровнем экспрессии мРНК Kir2.1, основной функционально важной изоформы в гладкой мышце сосудов. Впервые обнаружено более выраженное влияние К2Р каналов на уровень базального тонуса и адренореактивность артерий у 1-2-недельных крыс по сравнению со взрослыми, при этом для развивающихся сосудов характерны более высокие уровни экспрессии TASK-1, TREK-1 и TWIK-2. Показано, что эндотелий-зависимая модуляция активности ионных каналов ГМК более выражена в артериях новорожденных крыс, что согласуется с высоким уровнем продукции NO эндотелием артерий на этом этапе постнатального онтогенеза. | ||
| 3 | 1 января 2018 г.-15 декабря 2018 г. | Ионные каналы гладкомышечных клеток сосудов в раннем постнатальном онтогенезе |
| Результаты этапа: Сопоставление влияния различных ионных каналов в нормально иннервированных и хронически денервированных сосудах показало, что постнатальные перестройки мембраной проводимости гладкомышечных клеток (ГМК) сосудов не связаны с трофическим влиянием симпатических нервов. Неонатальная десимпатизация не оказала влияния на экспрессию и, соответственно, функциональную активность Kv7, Kir и TASK-1 каналов в ГМК артерий при их созревании в ходе постнатального онтогенеза. Таким образом, в ГМК артерий трофическое влияние симпатической нервной системы обеспечивает долговременную регуляцию кальциевой чувствительности сократительного аппарата, но не ионного гомеостаза. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".