Сравнительный анализ электрофизиологических свойств маточных труб крысы

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Сравнительный анализ электрофизиологических свойств маточных труб крысы

Казарян Кнарик Вагановна, Унанян Наира Геворговна, Мкртчян Арусик Вачиковна

Kazaryan K. V. Doctor of Sciences in Biology, L.A. Orbeli Institute of Physiology NAS RA Hunanyan N. G. PhD, researcher, L.A. Orbeli Institute of Physiology NAS RA Mkrtchyan A. V. Junior researcher, L.A. Orbeli Institute of Physiology NAS RA

CAMPARATIVE ANALYSIS OF THE ELECTROPHYSIOLOGICAL PROPERTIES OF THE RAT UTERINE HORNS

Summary: Electrophysiological characteristics of the uterine horn myometrial tissue were investigated in non pregnant rats. A comparative analysis of the parameters of action potentials in firing bursts of electrical activity for the left and right uterine horns was carried out. A significant difference is shown between the values of the main activity parameters (up to 68,9%, P< 0,01, for the amplitude of action potential (A) and 65,1%, P< 0,01, for the average speed of its growth (V)) of the right and left ovarian horn areas. Thus, although each of the horns implements the same physiological role, the characteristics of the left ovarian horn area differ from the both, those of cervical horn area of the same uterine horn and ovarian, cervical regions of the right uterine horn.

Key words: spontaneous activity, action potential, ovarian horn area, cervical horn area, uterine horn, myometrium.

Казарян Кнарик Вагановна, доктор биологических наук, заведующая лаборатории физиологии гладких мышц, Институт физиологии им. Л. А. Орбели НАН РА, Унанян Наира Геворговна кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории физиологии гладких мышц, Институт физиологии им. Л. А. Орбели НАН РА Мкртчян Арусик Вачиковна младший научный сотрудник лаборатории физиологии гладких мышц Институт физиологии им. Л. А. Орбели НАН РА

Аннотация: Исследованы электрофизиологические свойства миометриальной ткани фаллопиевых труб небеременной крысы. Проведен сравнительный анализ параметров потенциалов действия, комплектующихся в вспышки спонтанной электрической активности левого рога по отношению к правому. Показана значительная разница в величинах основных показателей активности (амплитуда потенциала действия (А) и скорость ее нарастания до вершины пика (V)) для овариальной зоны правого рога по отношению к левому рогу (соответственно до 68,9%, Р< 0,01 и 65,1%, Р< 0,01). Таким образом, хотя каждый из рогов реализует одну и ту же физиологическую роль, характеристики овариальной зоны левого рога отличны от таковых как цервикальной зоны этого же рога, так и обеих активных областей правой маточной трубы.

Ключевые слова: спонтанная активность, потенциал действия, овариальная зона, цервикальная зона, маточная труба, миометрий

Постановка проблемы.

Выполнение основной функции миометриальной ткани (деторождение) обеспечивается благодаря фаллопиевым трубам. При этом, несмотря на возможность распространения электрической волны в двух противоположных направлениях проксимальная овариальная зона маточного рога оказалась преобладающей в процессе реализации функциональной роли и, таким образом, наблюдается однонаправленное распространение электрического сигнала [1, 3, 5, 6, 10]. Каждая их фаллопиевых труб, являясь по своей природе парной по отношению к противоположному рогу, должна обладать большими резервными возможностями для обеспечения своей основной функции. Изучение подобной особенности миометриальной ткани требует дополнительного изучения ее электрофизиологических характеристик спонтанной электрической активности.

Анализ последних исследований.

Репродуктивная функция миометриальной ткани реализуется благодаря активному процессу, представляющему собой сократительную деятельность гладкомышечных структур [2, 4, 12, 13]. Данная спонтанная перистальтическая активность возникает на основе электрических импульсов, которые в норме регистрируются не только в теле матки, но и в овариальном и цервикальном концах маточных труб [1, 6, 16, 18]. Спонтанная электрическая активность гладкомышечных клеток миометрия представлена периодически возникающими вспышками спайк-подобных потенциалов действия [11, 15, 17]. Разряды, возникающие как в теле матки, так и в фаллопиевых трубах имеют миогенную природу и контролируются изменениями мембранного потенциала в виде медленных волн [18,19]. Отдельные всплески электрической активности являются основой для возникновения сокращения миометрия. Однако, устойчивая распространяющаяся контрактурная волна обеспечивается лишь при формировании множественных скоординированных вспышек активности [7, 11, 14].

Выделение нерешенных ранее частей общей проблемы. Анализ электрической активности и, соответственно, сократимости небеременной матки показал, что параметры электрического сигнала и его распространение зависят от гормонального фона среды, в которой распространяется волна [8, 9, 10]. Фаллопиевы трубы наряду с телом матки и ее шейкой задействованы в выполнении основной функции репродуктивного органа - деторождении. Более того, маточные трубы, будучи парными, естественно, характеризуются идентичными физиологическими свойствами. Вместе с тем на сегодняшний день в литературе отсутствуют данные относительно идентификации характеристик активности каждого их маточных труб.

Формулирование целей статьи. Естественно, каждому их рогов может быть свойственна характерная особенность электрической активности в зависимости от условий, определяющих гормональный фон. Исходя из вышеизложенного вызывает определенный интерес проведение сравнительного анализа между собой электрофизиологических характеристик маточных труб в норме.

Рис. 1. А. Схематическое изображение маточных труб крысы. 1,2 - соответственно области регистрации из овариальной и цервикальной областей маточных труб. Б. Вспышки электрической активности из овариальной и цервикальной областей рогов. В. Соответственно усредненные формы потенциалов действия п=16

гладкомышечный репродуктивный миометриальный гормональный

Изложение основного материала

Используемый в работе метод регистрации пейсмекерной активности позволяет одновременно изучить электрофизиологические свойства спонтанного автоматизма изображенных на рис. 1 маточных труб крысы.

Справа на рисунке представлена типичная картина единичной вспышки, взятой из последовательности периодически возникающих всплесков электрической активности овариальной и цервикальной зон рога. Согласно представленной картине, каждая вспышка состоит из группы высокочастотных потенциалов действия. Приведенные в таблице данные в норме свидетельствуют о наличии определенных отличий между показателями отдельных потенциалов действия. Как уже отмечалось выше, исходя из функциональной идентичности обеих маточных труб, вызывает определенный интерес сравнение значений показателей их активности.

Для наглядности сравнительный анализ всех параметров активности правого рога по отношению к таковым левого проводился в процентном соотношении (100% - значения параметров потенциалов действия левого рога). Обработка данных была проведена для потенциалов действия вспышек и цервикальной и овариальной областей того и другого рога.

Согласно полученным результатам (Рис. 2А), для цервикальной области правого рога по отношению к левому рогу показана тенденция к небольшому уменьшению значений таких показателей активности, как продолжительность нарастания амплитуды потенциала действия (Т) (до 87,6%) и время, за которое формируется верхняя часть поляризации, соответствующей половине амплитуды потенциала действия при фазе нарастания до этого же уровня потенциала при фазе падения (1) (до 93,7%). Сравнительный анализ в отношении как амплитуды потенциала действия (А), так и скорости ее нарастания (V) цервикальных же зон между обеими маточными трубами выявил полное соответствие между их величинами (в пределах разброса). Описанные изменения параметров потенциала действия по отношению к друг другу наглядно видны при наложении друг на друга развернутых форм потенциалов действия (рис. 2Б).

Рис. 2. А. Процентное соотношение показателей потенциалов действия цервикальной зоны правого рога по отношению к левому в норме. Б. Наложение друг на друга усредненных форм единичных потенциалов действия из цервикальной зоны левого рога (сплошной контур) и правого рога (штриховой контур). п=16

Вместе с тем, для величин характеристик потенциалов действия овариальной зоны обоих рогов показано значительное уменьшение значений амплитуды (до 68,9%, Р<0,01) и скорости нарастания пика (до 65,1%, Р<0,01) правой маточной трубы по отношению к левой. Для последующих двух показателей активности (Т и 1) показана аналогичная тенденция к уменьшению их величин, однако, в несколько меньшей степени (соответственно до 81,0 % и 85,4%) (рис. 3А). Подобно рис. 2Б справа на рис. ЗБ представлена суперпозиция друг на друга развернутых форм потенциалов действия овариального локуса для левого и правого рогов.

Анализ приведенных выше данных сравнительного анализа всех исследуемых характеристик (А, V, Т, 1) активности крайних областей правого и левого рогов в норме свидетельствует об определенном отличии свойств ритмогенеза овариальной зоны левого рога от таковых правого рога.

Рис. 3. А. Процентное соотношение показателей потенциалов действия овариальной зоны правого рога по отношению к левому в норме. Б. Наложение друг на друга усредненных форм единичных потенциалов действия из овариальной зоны левого рога (сплошной контур) и правого рога (штриховой контур). **Р<0,01, п=16

При этом следует отметить, что наибольшими величинами харектеризуются основные показатели (А и V) потенциалов действия овариальной области левого рога. Интересен также тот факт, что в отношении показателей потенциала действия цервикальных зон того и другого рогов можно отметить в основном их идентичность (в пределах разброса) их значений (см. таблицу).

Выводы из данного исследования и перспективы

Таким образом, несмотря на функциональную аналогичность маточных труб, электрофизиологические характеристики овариальной зоны левого рога отличны от таковых других ритмогенных локусов миометрия. Данный факт может быть связан не только с выявленной ранее ведущей ролью данной зоны как для левого, так и правого рогов, но также и более высокой функциональной активностью левого рога, возможно, обеспечивающей компенсацию влияния патологических процессов, протекающих в противоположной маточной трубе, на автоматизм миометрия. Подобная особенность маточных рогов позволяет заключить о наличии неких резервных возможностей для реализации основной функции миометрия.

Утверждение данных тезисов требует дальнейших тщательных исследований, в частности, проведение сравнительного анализа функциональных особенностей рогов; исследование активности в условиях денервации; изучение реакции правого рога на исходную изоляцию левого рога и т.д.

Список литературы

1. Казарян К.В., Пилипосян Т.А., Унанян Н.Г., Мкртчян Э.Х. 2017. “Значение овариальной области в регуляции спонтанной электрической активности ритмогенных зон миометрия”. 53(5) : 368-375.

2. Aguilar H.N., Mitchell B.F. 2010. “Physiological pathways and molecular mechanisms regulating uterine contractility”. Hum Reprod Update. 16: 725744.

3. Bower R.E. 1974. “Factors affecting myometrial activity in the pig”. USA, Minnesota. PhD Thesis, University of Minnesota.

4. Chachamovich J.R., Chachamovich E., Ezer H., Fleck M.P., Knauth D., Passos E.P. 2010. “Investigating quality of life and health-related quality of life ininfertility: a systematic review”. J Psychosom Obstet Gynaecol. 31: 101-110.

5. Crane L.H., Martin L. 1991. “Pacemaker activity in the myometrium of the oestrous rat: in vivo studies using video-laparoscopy”. Reprod Fertil Dev. 3:519-27.

6. Dodds K.E., Staikopoulos V., Beckett EAH. 2015. “Uterine contractility in the nonpregnant mouse: changes during the estrous cycle and effects of chloride channel blockade”. Biol Reprod. 92(6):1-15.

7. Domino M., Pawlinski B., Gajewska M., Jasinski T., Sady M., Gajewski Z. 2018. “Uterine EMG activity in the non-pregnant sow during estrous cycle”. BMC Vet Res. 14(1): 176.

8. Gajewski Z., Blitek M., Klos J., Gromadzka- Hliwa K., Pawlinski B., Andrzejczak A., Ziecik A. 2004. “Oviductal and uterine myometrial activity during periovulatory period in the pig”. Reprod Dom Anim. 1: 41-7.

9. Gajewski Z., Blitek M., Klos J., Pawlinski B., Ziecik A. 2003. “EMG activity of oviduct and uterus in relation to preovulatory LH surge in the pig”. The 6th Congress of ESDAR. 1: 46.

10. Gajewski Z., Wolinski J., Korczynski W., Ziecik A., Babelewska M., Zabielski R. 2001. “Application of telemetry to long term electromyography recordings of the reproductive tract in the pig”. Newsletter 5th ESDAR. 1:36-41.

11. Garfield R.E., Maner W.L. 2007. “Physiology and electrical activity of uterine contractions”. Semin Cell Dev Biol. 18(3): 289-295.

12. Hutchings G., Williams O., Cretoiu D., Ciontea S.M. 2009. “Myometrial interstitial cells and the coordination of myometrial contractility''. J Cell Mol Med. 13: 4268-4282.

13. Kunz G., Leyendecker G. 2002. “Uterine peristaltic activity during the menstrual cycle: characterization, regulation, function and dysfunction”. Reprod Biomed Online. 4(suppl 3): 5-9.

14. MacKenzie L.W., Word R.A., Casey M.L., Syull M.L. 1999. “Myosine light chain phosphorylation in human myometrial smooth muscle cells”. Am J Phys. 258: 92-8.

15. Maul H., Maner W.L., Saade G.R., Garfield R.E. 2003. “The physiology of uterine contractions ”. Clin Perinatol. 30(4): 665-76.

16. Mikkelsen E., Johansen P., Fuglsang- Frederiksen A., Uldbjerg N. 2013. “Electrohysterogra- phy of labor contractions: propagation velocity and direction”. Acta Obstet Gynecol Scand. 92(9): 1070-8.

17. Parkington H.C., Coleman H.A. 2001. “Excitability in uterine smooth muscle”. Front Horm Res. 27: 179-200.

18. Rabotti C., Mischi M. 2015. “Propagation of electrical activity in uterine muscle during pregnancy: a review”. Acta Physiol (Oxf). 213(2): 406-16.

19. Shmygol A., Blanks A.M., Bru-Mercier G., Gullam J.E., Thornton S. 2007.“Control of uterine Ca2+ by membrane voltage: toward understanding the excitation-contraction coupling in human myometrium”. Ann N Y Acad Sci. 1101: 97-109.

Размещено на Allbest.ru