1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии
  4. T. 40, № 6, 2023

Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии, 2023, T. 40, № 6, стр. 443-448

ATP вызывает сокращение денервированных скелетных мышц

А. Е. Хайруллин a, b, *, А. Ю. Теплов a, С. Н. Гришин a, А. У. Зиганшин a

a Казанский государственный медицинский университет
420012 Казань, Россия

b Казанский федеральный университет
420008 Казань, Россия

* E-mail: khajrulli@ya.ru

Поступила в редакцию 03.03.2023
После доработки 18.04.2023
Принята к публикации 19.04.2023

Аннотация

Исследована способность гуморальных агонистов (и их стойких аналогов) вызывать сокращения деневированной m. soleus и m. EDL мыши. Ранее нами было установлено изменение эффективности модулирующего эффекта ATP под действием некоторых нефизиологических факторов в нервно-мышечных синапсах грызунов. Цель настоящего исследования – оценить эффект ATP на сократимость изолированных скелетных мышц мыши после травматической денервации. Показано, что 28-дневная денервация приводит к увеличению силы сокращений m. soleus и m. EDL, вызванных аналогом ацетилхолина. Аппликация ATP вызывает сокращение денервированных мышц, но не интактных. На фоне неселективного антагониста P2-рецепторов сурамина действие ATP прекращалось. Мы предполагаем, что активация постсинаптических P2X-рецепторов денервированных мышц способна вызывать их сокращение. По всей видимости, этот эффект вызван усилением экспрессии постсинаптических рецепторов в ответ на нарушение нейротрофического контроля и проводящей способности нервного волокна.

Ключевые слова: ATP, сокращение, пуринорецепторы, P2-рецепторы, денервация, скелетные мышцы, нервно-мышечный синапс

Список литературы

  1. Ralevic V., Burnstock G. 1998. Receptors for purines and pyrimidines. Pharmacol. Rev. 50, 413–492.

  2. Macintosh B.R., Holash R.J., Renaud J.M. 2012. Skeletal muscle fatigueregulation of excitation-contraction coupling to avoid metabolic catastrophe. J. Cell. Sci. 125, 2105–2114.

  3. Becq F. 2010. CFTR channels and adenosine triphosphate release: The impossible rendez-vous revisited in skeletal muscle. J. Physiol. 588, 4605–4606.

  4. Khairullin A.E., Ziganshin A.U., Grishin S.N. 2020. The influence of hypothermia on purinergic synaptic modulation in the rat diaphragm. Biophysics. 65 (5), 858–862.

  5. Ziganshin A.U., Kamaliev R.R., Gabdrakhmanov A.I., Khairullin A.E., Grishin S.N. 2018. Foot-shock stimulation decreases the inhibitory action of ATP on contractility and end-plate current of frog sartorius muscle. Int. J. Pharmacol. 14, 1198–1202.

  6. Sandonà D., Danieli-Betto D., Germinario E., Biral D., Martinello T., Lioy A., Tarricone E., Gastaldello S., Betto R. 2005. The T-tubule membrane ATP-operated P2X4 receptor influences contractility of skeletal muscle. FASEB J. 19, 1184–1186.

  7. Романов Р.А., Колесников С.С. 2011. Первичные медиаторы. Методы и подходы для исследования секреции. Биол. мембраны. 28 (1), 3–13.

  8. Sleigh J.N., Burgess R.W., Gillingwater T.H., Cader M.Z. 2014. Morphological analysis of neuromuscular junction development and degeneration in rodent lumbrical muscles. J. Neurosci. Methods. 227, 159–165.

  9. Burnstock G., Arnett T.R., Orriss I.R. 2013. Purinergic signaling in the musculoskeletal system. Purinergic Signal. 9, 541–572.

  10. Schweitzer E. 1987. Coordinated release of ATP and ACh from cholinergic synaptosomes and its inhibition by calmodulin antagonists. J. Neurosci. 7, 2948–2956.

  11. Khairullin A.E., Teplov A.Y., Grishin S.N., Farkhutdinov A.M., Ziganshin A.U. 2019. The thermal sensitivity of purinergic modulation of contractile activity of locomotor and respiratory muscles in mice. Biophysics. 64 (5), 812–817.

  12. Маломуж А.И., Никольский Е.Е. 2010. Неквантовое освобождение медиатора: миф или реальность? Усп. физиол. наук. 41 (2), 27–43.

  13. Galkin A.V., Giniatullin R.A., Mukhtarov M.R., Grishin S.N., Švandová I., Vyskočil F. 2001. ATP but not adenosine inhibits nonquantal acetylcholine release at the mouse neuromuscular junction. Eur. J. Neurosci. 13 (11), 2047–2053.

  14. Cisterna B.A., Vargas A.A., Puebla C., Fernández P., Escamilla R., Lagos C.F., Matus M.F., Vilos C., Cea L.A., Barnafi E., Gaete H., Escobar D.F., Cardozo C.P., Sáez J.C. 2020. Active acetylcholine receptors prevent the atrophy of skeletal muscles and favor reinnervation. Nat. Commun. 11 (1), 1073.

  15. Fu W.M. 1994. Potentiation by ATP of the postsynaptic acetylcholine response at developing neuromuscular synapses in Xenopus cell cultures. J. Physiol. 477, 449–458.

  16. Fu W.M. 1995. Regulatory role of ATP at developing neuromuscular junctions. Prog. Neurobiol. 47 (1), 31–44.

  17. Lu Z., Smith D.O. 1991. Adenosine 5'-triphosphate increases acetyltholine channel-opening frequency in rat skeletal muscle. J. Physiol. (Lond.). 436, 45–56.

  18. Mozrzymas J.W., Ruzzier F. 1992. ATP activates junctional and extrajunctional acetylcholine receptor channels in isolated adult rat muscle fibres. Neurosci. Lett. 139 (2), 217–220.

  19. Igusa Y. 1988. Adenosine 5'-triphosphate activates acetylcholine receptor channels in cultured Xenopus myotomal muscle cells. J. Physiol. (Lond.). 405, 169–185.

  20. Carlson B.J., Raftery M.A. 1993. Specific binding of ATP to extracellular sites on Torpedo acetylcholine receptor. Biochem. 32, 7329–7333.

  21. Kostrominova T.Y. 2022. Skeletal muscle denervation: Past, present and future. Int. J. Mol. Sci. 23 (14), 7489.

  22. Banachewicz W., Supłat D., Krzemiński P., Pomorski P., Barańska J. 2005. P2 nucleotide receptors on C2C12 satellite cells. Purinergic Signal. 1 (3), 249–257.

  23. Ryten M., Hoebertz A., Burnstock G. 2001. Sequential expression of three receptor subtypes for extracellular ATP in developing rat skeletal muscle. Dev. Dyn. 221, 331–341.

  24. Burnstock G., Kennedy C. 2011. P2X receptors in health and disease. Adv. Pharmacol. 61, 333–372.

  25. Burnstock G., Verkhratsky A. 2009. Evolutionary origins of the purinergic signalling system. Acta Physiol. (Oxf). 195 (4), 415–447.

  26. Khairullin A.E., Grishin S.N., Gabdrahmanov A.I., Ziganshin A.U. 2023. Effects of ATP on time parameters of contractility of rats’ slow and fast skeletal muscles in normal and hypothermic conditions. Muscles. 2, 23–35.

  27. Khairullin A.E., Grishin S.N., Eremeev A.A. 2019. Synaptic aspects of hypogravity motor syndrome. Biophysics. 64 (5), 828–835.

  28. Grishin S.N., Gabdrakhmanov A.I., Khairullin A.E., Ziganshin A.U. 2017. The Influence of glucocorticoids and catecholamines on the neuromuscular transmission. Biochem. Moscow Suppl. Ser. A. 11, 253–260.

  29. Khairullin A.E., Grishin S.N., Ziganshin A.U. 2023. P2 receptor signaling in motor units in muscular dystrophy. Int. J. Mol. Sci. 24, 1587.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал