Анотація до роботи:

Шелюк О.В. Механокінетика процесу скорочення-розслаблення гладеньких м’язів caecum щура та вплив на неї інгібіторів натрієвої помпи. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.02 – біофізика. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2007.

Дисертаційна робота присвячена вивченню механокінетики скорочення-розслаблення кільцевих гладеньких м’язів сліпої кишки (caecum) щурів та впливу на неї інгібіторів Na⁺,K⁺-АТФази – оуабаїну та деяких каліксаренів. З метою вивчення динамічних закономірностей скоротливого процесу були проаналізовані ізометричні скоротливі відповіді мультиклітинних гладеньком’язових препаратів, що були викликані гіперкалієвим розчином та аплікацією ацетилхоліну. Було показано перспективність використання механокінетичної моделі аналізу циклу скорочення-розслаблення гладеньких м’язів для кількісної характеристики з метою порівняння даних, одержаних при дії різних ефекторів. Було також вивчено вплив різних фізико-хімічних факторів (гіпонатрієвий розчин, органічні блокатори Са²⁺-каналів L-типу, температура) на механокінетичні параметри скоротливої відповіді м’язу caecum. Дослідженнями концентраційних залежностей пригнічення ацетилхолін-викликаних скорочень в присутності блокаторів потенціалкерованих Са²⁺-каналів (ніфедипіну і D 600) встановлено вірогідно більшу ефективність дії ніфедипіну. Результати порівняльного вивчення впливу інгібіторів Na⁺,K⁺-АТФази оуабаїну та каліксаренів С99 і С107 на кінетику скорочення-розслаблення caecum дозволяють зробити висновок про те, що за деякими механокінетичними характеристиками (амплітуда, нормована максимальна швидкість фази скорочення) каліксарени спричиняють дію, аналогічну до природного інгібітора натрієвої помпи оуабаїну. Фрагмент М3 володіє деякою здатністю пригнічувати ацетилхолін-індуковані скорочення, однак цей ефект значно слабший порівняно з С107.

1. У даній роботі, що була виконана із використанням методів тензометрії та кінетичного аналізу на інтактних препаратах кільцевих гладеньких м’язів сліпої кишки (caecum) щурів, досліджували динамічні закономірності скоротливих відповідей, індукованих калієвою деполяризацією та аплікацією ацетилхоліну, вплив деяких фізико-хімічних факторів (ізотонічна заміна іонів Na на іони холіну, температура, блокатори кальцієвих каналів L-типу) та інгібіторів Na⁺,K⁺-ATФази – оуабаїну, каліксаренів С99 і С107 на механокінетичні показники.

2. Доведено, що метод кінетичного аналізу, який ґрунтується на лінеаризації у подвійних логарифмічних координатах механограм окремо для фаз скорочення та розслаблення, може бути застосований для кількісного опису ізометричних скорочень м’язів caecum щурів.

3. Значення таких механокінетичних параметрів скоротливої відповіді м’язів caecum, як логарифмічний коефіцієнт крутизни n, характеристичний час та, що особливо важливо, нормовані максимальні швидкості зміни механічного напруження V_n у випадку фаз скорочення V_nс та розслаблення V_nr відповідно, не залежать від амплітуди скоротливої відповіді f_m. Отже, “швидкісні” показники V_nc та V_nr є універсальними кількісними механокінетичними параметрами, які можуть бути використані як при вивченні електро-, так і фармакомеханічного спряження.

4. Продемонстровано, що нормована максимальна швидкість V_n є об’єктивним параметром, що характеризує чутливість динаміки скоротливої відповіді м’язів caecum щурів до зміни фізико-хімічних факторів (гіпонатрієве середовище, блокатори кальцієвих каналів, температура).

5. При вивченні впливу гіпонатрієвого середовища на викликані ацетилхоліном скорочення caecum встановлено, що значення f_m, V_nc та V_nr вірогідно зменшуються стосовно контрольних величин. Це вказує на суттєву роль транссарколемального натрієвого градієнту у контролі механокінетики зазначених м’язів.

6. Результати досліджень концентраційних залежностей впливу блокаторів кальцієвих каналів L-типу ніфедипіну та D600 на амплітуду f_m скорочень м’язів caecum, викликаних ацетилхоліном, показали, що ніфедипін є більш ефективним у своїй дії, ніж D600. Для ефекту обох блокаторів на скоротливу активність властивим є явище негативної кооперативності.

7. Уперше продемонстровано, що новий штучний високоефективний інгібітор Na⁺,K⁺-ATФази каліксарен С99, як і оуабаїн, здатний вірогідно пригнічувати скоротливі відповіді м’язів caecum, індуковані як калієвою деполяризацією, так й аплікацією ацетилхоліну. У випадку ацетилхолін-індукованих скорочень каліксарен С99 значно пригнічував параметр V_nr, а оуабаїн – практично не впливав на цей показник.

8. Уперше показано, що новий штучний високоефективний інгібітор Na⁺,K⁺-ATФази – каліксарен С107 викликав однакове за інтенсивністю пригнічення амплітуди f_m викликаних скоротливих відповідей м’язів caecum як у випадку калієвої деполяризації, так і ацетилхоліну. Структурний фрагмент цього каліксарену – сполука М3 слабше пригнічував скорочення, що були викликані калієвою деполяризацією, порівняно з дією каліксарену С107. Обидві сполуки зменшували значення V_nr, але практично не впливали на величину V_nc.

Публікації автора:

1. Цимбалюк О.В., Онуфрийчук О.В., Векліч Т.О., Черенок С.О., Кальченко В.І., Мірошниченко М.С., Костерін С.О. Порівняльне дослідження впливу оуабаїну і каліксарен біс-гідроксиметилфосфонової кислоти на активність Na⁺/K⁺-АТФази на міханокінетику процесу “скорочення-розслаблення” гладенького м’язу // Фізика живого. – 2006. – Т.14, №1. – С. 53–72. (здобувачем здійснено вивчення літератури з проблеми дослідження, проведення експериментальної частини досліджень, статистичну обробку одержаних результатів. Разом з науковим керівником зроблено узагальнення результатів та формулювання висновків дослідження).

2. Онуфрийчук О.В., Цимбалюк О.В., Мірошниченко М.С., Костерін С.О. Механокінетика “скорочення-розслаблення” кільцевого м’язу сліпої кишки (caecum) щурів // Фізика живого. – 2006. – Т.14, №3. – С. 63–75. (здобувачем здійснено аналіз літератури з цього питання, проведено експериментальні дослідження, кінетичний і статистичний аналіз отриманого матеріалу).

3. Онуфрийчук О.В., Цимбалюк О.В., Мірошниченко М.С. Вплив каліксарену С107 та його фрагменту М3 на механокінетичні параметри процесу “скорочення-розслаблення” гладеньких м’язів caecum щура // Науковий вісник ВДУ імені Лесі Українки. – 2007. – №5. – С. 41–46. (здобувачем проведений підбір літератури, виконано експеримент, участь в аналізі результатів, підготовка статті до друку).

4. Онуфрийчук О.В., Цимбалюк О.В. Вплив інгібіторів Na⁺,K⁺-АТPази на міханокінетику скорочення-розслаблення гладенького м’язу caecum щура // Укр. біохім. ж. – 2006. – Т.78, №6. – С. 113.

5. Онуфрийчук О.В., Цимбалюк О.В. Вплив фізико-хімічних факторів на механокінетичні параметри процесу скорочення-розслаблення гладеньких м’язів // Тези доповідей IV з’їзду Українського біофізичного товариства. – Донецьк. – 2006. – С. 401–402.

6. Цимбалюк О.В., Онуфрийчук О.В. Кінетичний аналіз процесу скорочення-розслаблення гладеньких м’язів // Тези доповідей IV з’їзду Українського біофізичного товариства. – Донецьк. – 2006. – С. 407–408.

7. О. Онуфрийчук, О. Цимбалюк Дія каліксарен біс-гідроксиметилфосфонової кислоти на агоніст-індуковані скорочення кільцевих гладеньких м’язів caecum щура // Тези доповідей V Міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «Шевченківська весна. Сучасний стан науки: досягнення, проблеми та перспективи розвитку». – Київ. – 2007. –
   С. 59–61.

8. Онуфрийчук О.В., Цимбалюк О.В. Вплив інгібіторів натрієвої помпи на механокінетику “скорочення-розслаблення” гладенького м’язу caecum щурів // Тези доповідей ІІІ Міжнародної наукової конференції студентів та аспірантів «Молодь та поступ біології». – Львів. – 2007. – С. 16–17.