Проведен поиск подходов, обеспечивающих биофизически обоснованный выбор параметров электростимуляции гладкомышечных клеток (ГМК) детрузора мочевого пузыря (ДМП). Такая стимуляция широко применяется при реабилитации пациентов, оперированных по поводу врожденных пороков развития. Исследования были выполнены на компьютерной модели с учетом экспериментальных данных о присущих биологическому прототипу ионных каналах и насосах сарколеммы и механизмах регуляции внутриклеточной концентрации кальция ([Ca<^>2+]i). Изучены сопряженные изменения мембранного потенциала (МП), парциальных трансмембранных токов и [Ca<^>2+]i, которые вызывались толчками деполяризующего тока, организованными соответственно протоколам реабилитационной стимуляции (в пачки или "конверты" с постоянной или трапецеидально модулированной амплитудой). Модельная ГМК ДМП отвечала на действие одиночного стимула генерацией потенциала действия (ПД), близкого к таковому у прототипа. Раздражение как пачками, так и "конвертами" одинаковых стимулов приводило к установлению одинаковых вынужденных электрических и концентрационных колебаний с параметрами, зависящими от длительности межстимульных интервалов (МСИ). Такие колебания и регенеративные ответы, вызванные стимуляцией с типичными для реабилитационных протоколов МСИ 5 и 50 мс (сопоставимыми с длительностями абсолютной и относительной рефрактерности модельной ГМК), существенно различались; размах и средний уровень деполяризационных изменений МП и [Ca<^>2+]i были более высокими при высокочастотной стимуляции. В случае коротких МСИ [Ca<^>2+]i, не успевая возвращаться к базальному уровню, колебалась в диапазоне значений, которые в других возбудимых клетках превышают физиологическую норму. Эти данные подчеркивают необходимость точного определения кинетических характеристик механизмов, обеспечивающих поступление и экструзию Ca<^>2+ в ГМК ДМП, для предотвращения возможных побочных цитотоксических влияний высоких уровней [Ca<^>2+]i. Существенным для наблюдавшихся процессов биофизическим параметром ГМК ДМП был также потенциал инверсии (ECl) кальцийзависимого хлорного тока, активирующегося, в частности, парасимпатическими влияниями на M2/M3-холинорецепторы. При периодическом превышении значения ECl высокочастотными колебаниями МП указанный ток изменял свое основное (деполяризующее) направление на противоположное (гиперполяризующее).На компьютерной модели гладкомышечной клетки (ГМК) детрузора мочевого пузыря (ДМП) исследованы сопряженные изменения мембранного потенциала (МП), парциальных трансмембранных токов и внутриклеточной концентрации кальция ([Ca<^>2+]i, вызванные парасимпатической стимуляцией, с целью определить биофизические основы для выбора параметров медицинской реабилитационной электростимуляции ДМП. Ионо- и метаботропный эффекты такой стимуляции, имеющие разные латентные периоды (ЛП), имитировали соответственно увеличением проводимости пуринорецепторных каналов сарколеммы и задержанным на 70 мс увеличением проницаемости кальциевых каналов саркоплазматического ретикулума (депо), чувствительных к инозитолтрифосфату (ІР3) - конечному продукту цепи реакций, которые запускаются активацией мускариновых холинорецепторов. ГМК отвечала на одиночную стимуляцию генерацией потенциала действия (ПД), близкого к таковому у прототипа. Приложение длительной серии одинаковых стимулов вызывало после переходного процесса стационарные вынужденные колебания МП и [Ca<^>2+]i, размах которых уменьшался, а средний уровень увеличивался при уменьшении межстимульных интервалов (МСИ). Установлено, что для конечного результата стимуляции определяющими (а значит, нуждающимися в первоочередном экспериментальном уточнении) являются такие параметры парасимпатического действия, как длительности пуринового и мускаринового компонентов и задержка между ними. Показано, что при стимуляции с МСИ, более короткими, чем упомянутая задержка, приложение очередного стимула активирует Р2Х-каналы ранее окончания задержки активации ІР3-каналов, вызванной действием предшествующего стимула. Это фактически эквивалентно сокращению интервала между последовательными активациями Р2Х- и ІР3-каналов. Получены простые выражения, которые позволяют по известной разности ЛП пуринового и мускаринового эффектов парасимпатической стимуляции рассчитывать МСИ, обеспечивающие более эффективную реабилитационную стимуляцию парасимпатических нервов ДМП.

  Повний текст PDF - 1.024 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"