СОКРАТИТЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ СОСУДИСТЫХ ГЛАДКОМЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК В УСЛОВИЯХ ГИПОКСИИ

% of Tajik women cortisol was higher regional average value on 26.4 % 
(р<0,05) , and 11.0% - did not differ.

Analysis of androgens shows, that 80% of Russian women at risk 

group the level of testosterone (T ) , 17 - hydroxyprogesterone (17 OP) , dehydroepiandrosterone sulfate ( DHEA-S )
(р<0,05)    
were 

higher than the regional average values on 27.5 , 28.0 , 23.8 %, 
respectively ; in 20.0 % of women - did not differ. In 89.0 % of Tajik 
women levels of T - 17 OP , DHEA-S (р<0,05)    were higher than the 
regional average values on 4.1 , 9.0, 25.8 %  respectively ; in 11.0 % 
of women - did not differ.

Thus, populationphysiological study showed that variants of 

the norm of hormonal activity of the body reflect different ways to 
adapt to the environment and to a large extent linked to the ethnic geographic and climate factors. 

Literature:
1.
Vavilov MN , AL Burmistrov , Tselishev GV , Suslov TA 

gene frequencies of HLAMICBv // Bulletin of Chelyabinsk State 

University . - 2013 Vol. 2. - № 7 ( 298 ) . - S. 34-35 .

2.
Malysheva EV Nazirov AA, AA Gulin //Bulletin Tambov State 

University . A series of " Natural and Technical Sciences "   - 2011. Vol . 16(2). P. 544 - 546. 

3.
Hodzhamuradova DA, TA // Proceedings of the Academy of 

Sciences of the Republic of Tajikistan. Department of Biological and 
Medical Sciences. - 2012. - № 1. – P. 60-69

4.
Dadvand P., Wright J., Martinez D., Basagaña X., McEachan 

R. R., Cirach M., Gidlow C. J., de Hoogh K., Gražulevičienė R., 
Nieuwenhuijsen M. J.. // Environ. Int. – 2014. – Vol. 71. – P. 101-108.

5. Gonzales G. F., Zevallos A., Gonzales-Castañeda C., Nuñez 

D., Gastañaga C., Cabezas C., Naeher L., Levy K., Steenland K. // Rev. 
Peru Med. Exp. Salud. Publica. – 2014. – Vol. 31(3). – P. 547-556. (In 
Spanish).
DOI:10.12737/12332

СОКРАТИТЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ СОСУДИСТЫХ ГЛАДКОМЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК В 

УСЛОВИЯХ ГИПОКСИИ

С.В. Гусакова1, Ю.Г. Бирулина1, И.В. Ковалев1, Л.В. Смаглий1, И.В. 

Петрова1, А.В. Носарев1

1ГБОУ ВПО СибГМУ Минздрава России, Томск, РФ

Нарушения кислородного гомеостаза оказывают влияние на многие 

функциональные 
процессы 
организма 
[2,3], 
в 
том 
числе, 
и 
на 

сократительную активность гладкомышечных клеток (ГМК) кровеносных 
сосудов. Имеются свидетельства в пользу сосудистых ГМК как миогенного 
сенсора 
низкого 
напряжения 
кислорода 
[1]. 
Существующие 
данные 

утверждают, что гипоксия ГМК сосудов приводит к их расслаблению и 
снижению 
силы 
сокращений. 
Но, 
по-прежнему, 
продолжается 
поиск 

эффекторных механизмов гипоксической вазодилатации.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование сократительной активности гладкомышечных сегментов 

аорты крысы. Регистрацию сократительной активности деэндотелизированных 
гладкомышечных сегментов (ГМС) аорты крыс Вистар производили методом 
механографии с помощью механографической установки Myobath II LAB-TRAX4/16 
(Германия). 
Гипоксический 
раствор 
Кребса 
создавали 
путем 

пропускания через него газообразного азота в течение 15 минут. Уровень 
кислорода в растворе контролировали портативным оксиметром HI 9146-04 
(HANNA
Inst., Германия).
Объемная доля кислорода в гипоксическом 

растворе не превышала 5,0±0,2%. В качестве предсокращающих агентов 
использовали 
гиперкалиевый 
раствор 
Кребса 
(KCL, 
30 
мМ) 
и 
α1
адреномиметик 
фенилэфрин
(ФЭ, 
1 
мкМ). 
Тестируемые 
соединения: 

тетраэтиламмония хлорид, глибенкламид (Sigma, США).

Оценка внутриклеточного содержания ионов K+, Na+ и АТФ. Изучение 

производили на культуре ГМК аорты крысы (Lonza, США), выращенной в 
модифицированной 
среде 
Дульбекко 
(DMEM, 
Invitrogen, 
США) 
в 

специализированном инкубаторе. В зависимости от целей эксперимента 
клетки инкубировали при 37°С в атмосфере с 5% CO2 в контрольной среде 
DMEM ([Na+]о/[К+]о=140,1/5,4 мМ),
DMEM с добавлением 3 мМ оубаина, 

гипонатриевой DMEM ([Na+]о/[K+]о=30,7/114,8 мМ). Гипоксические условия 
моделировали сменой в инкубаторе атмосферы 5% CO2/воздух на 5% CO2/N2. 
Внутриклеточное содержание ионов K+ ([K+]i) и Na+ ([Na+]i) измеряли как 
стационарное распределение 86Rb и 22Na между клетками и средой инкубации, 
соответственно. Внутриклеточное содержание АТФ ([АТФ]i) измеряли путем 
анализа люцифераза-зависимой люминесценции в соответствии с набором 
инструкций (Sigma, США).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Инкубация сосудистых ГМС в гипоксическом растворе Кребса в течение 

60 минут не влияла на их исходный базальный тонус. Однако, в условиях 
гипоксии происходило снижение амплитуды гиперкалиевого сократительного 
ответа ГМК до 83,1±2,9% (n=8, р<0,05), ФЭ-индуцированного –
до 

73,4±2,5% (n=8, р<0,05) от контрольного при нормоксии. Данная реакция 
на воздействие гипоксии может быть обусловлена включением С-киназной 
ветви кальциевой сигнальной системы при активации рецептор-управляемого 
входа кальция.

Добавление 10 мМ
блокатора K+-каналов тетраэтиламмония (ТЭА) на 

фоне гиперкалиевой контрактуры в нормоксии приводило к достоверному 
дополнительному увеличению механического напряжения (МН) сосудистых 
сегментов на 6,6% (n=8, р<0,05), при этом в условиях гипоксии прирост 
МН был статистически недостоверен. На фоне действия ФЭ в нормоксии ТЭА 
увеличивал амплитуду сокращений ГМК на 15,1% (n=8, р<0,05), а в 
гипоксических условиях на 25,3% (n=9, р<0,05). Использование блокатора 
К+

АТФ-каналов мембраны ГМК глибенкламида (ГК, 10 мкМ) при нормоксии не 

влияло 
на 
величину 
МН 
сосудистых 
сегментов, 
предсокращенных 

гиперкалиевым раствором или ФЭ. Но в условиях гипоксии добавление 10 
мкМ ГК на фоне ФЭ-индуцированного сокращения ГМС приводило к 
достоверному увеличению их МН до 108,7±2,6% (n=8, р<0,05) от 
контрольного сокращения. При действии ГК на фоне гиперкалиевого 
сокращения подобного увеличения МН сегментов не наблюдалось. Таким 

образом, полученные данные позволяют утверждать об участии калиевой 
проводимости мембраны ГМК в исследуемых эффектах гипоксии.

6-часовое ингибирование Na+,K+-АТФазы ГМК оубаином приводило к 

увеличению [Na+]i от 15-20 до 130 мМ и снижению [K+]i от 150 до 25 мМ. В 
условиях гипоксии [Na+]i и [K+]i была увеличена и снижена в 3 и 2 раза, 
соответственно. Кроме это, при гипоксии происходило снижение [АТФ]i в 3 
раза, тогда как оубаин ослаблял этот параметр менее, чем на 20%. 
Действие гипоксии и оубаина на содержание АТФ были аналогичны в 
гипонатриевой среде. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в 
условиях низкого напряжения кислорода в ГМК развивается ионный 
дисбаланс, вероятно, вследствие нарушения работы АТФ-зависимых ионных 
насосов, в частности, Na+,K+-АТФазы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Chana C.K., Vanhouttea P.M. Hypoxia, vascular smooth muscles and 

endothelium // Acta Pharm. Sin. B. 2013. Vol. 3, N 1. P. 1–7.

2. Semenza G.L. Oxygen homeostasis // WIREs Systems Biology and 

Medicine. 2009. Vol. 2. P. 336–361.

3. Shimoda L.A., Polak J. Hypoxia. 4. Hypoxia and ion channel 

function // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2011. Vol. 300, N 5. P. 
951–967.

THE CONTRACTILE ACTIVITY OF VASCULAR SMOOTH MUSCLE CELLS 

IN HYPOXIA

S.V. Gusakova, J.G. Birulina, I.V. Kovalev, L.V. Smagliy, I.V. 

Petrova, A.V. Nosarev

Siberian State Medical University, Tomsk, Russia

The abnormalities of oxygen homeostasis touch upon many functional 

processes of the organism [2,3], which includes contractile activity of 
the vascular smooth muscle cells (VSMC). There is evidence in support 
of vascular smooth muscles as myogenic sensor of low oxygen tension 
[1]. According to the current data, hypoxia of VSMC leads to their 
relaxation and decreases the force of their contractions. But the 
researches of the most probable mechanisms of hypoxic vasodilation are 
still being continued.

MATERIALS AND METHODS
The investigation of contractile activity of smooth muscle segments 

from Wistar rat aorta. The registration of contractile activity of 
endothelium-denuded rat aortic smooth muscle segments was produced with 
the mechanographical method and
Myobath II LAB-TRAX-4/16 Tissue Bath 

System (Germany). Hypoxic Krebs solution was made with the help of 
gaseous nitrogen bubbled through it during 15 minutes. The level of 
oxygen was measured with the Portable Dissolved Oxygen Meter (HI 914604, HANNA Inst., Germany). Oxygen volume fraction in the hypoxic 
solution was less than 5,0±0,2%. The high potassium Krebs solution 
(KCL, 30 mM) and α1-adrenoreceptor agonist phenylephrine (PE, 1 μM) were 
used as precontracted agents. The test compounds are tetraethylammonium 

chloride, glibenclamide (Sigma, USA). Glibenclamide was dissolved in 
DMSO; the final concentration of DMSO is ≤ 0,1%.

The investigation of intracellular
K+, Na+ and ATP content.
The 

investigation was performed on the rat aortic smooth muscle cells 
(RASMC), purchased from Lonza (USA), were grown in a CO2 incubator in 
Dulbecco’s modified Eagle medium (DMEM, Invitrogen, USA). Quiescent 
cells were incubated at 37°С
in a humidified atmosphere with 5% 

CO2/balance air in control DMEM ([Na+]о/[К+]о=140,1/5,4 mM),
DMEM 

containing 3 mM ouabain and low-Na+, high-K+
DMEM-like medium 

([Na+]о/[K+]о=30,7/114,8 mM). To trigger hypoxia, RASMC were incubated 
under substitution of 5% CO2/air by 5% CO2/N2. Eight hours after 
incubation in a CO2/N2 environment, pO2 was 30 mm Hg compared to 150 
mmHg in normoxia. Intracellular K+ ([K+]i), and Na+ ([Na+]i) content was 
measured as the steady-state distribution of extra- and intracellular 
86Rb, 22Na, respectively. Intracellular ATP content was measured by 
assaying luciferase-dependent luminescence with ATP bioluminescent 
assay kit (Sigma, USA).

RESULTS
The smooth muscle segments incubation in hypoxic Krebs solution 

during 60 minutes did not have an influence on their basal tone. 
However, under the hypoxic conditions an amplitude of high potassiuminduced contractile response of VSMC to 83,1±2,9% (n=8, р<0,05) had 
decreased and PE-induced to 73,4±2,5% (n=8, р<0,05) compared to the 
controls in normoxia. This reaction to hypoxia can be determined by 
involvement of PKС of the calcium signal system activation on receptoroperated calcium influx.

An addition of 10 mM nonselective potassium channel blocker 

tetraethylammonium (TEA) against the background of high potassiuminduced contractions of VSMC in normoxia led to assured additional 
increase of mechanical tension of vascular segments by 6,6% (n=8, 
p<0,05), upon that, in hypoxia the boost of contraction amplitude was 
not 
significantly. 
Against 
the 
background 
of 
PE-induced 
VSMC 

contractions TEA increased an amplitude of their contractile responses 
by 15,1% (n=8, p<0,05) during normoxia and by 25,3% (n=9, p<0,05) in 
hypoxic conditions. Application of the K+

ATP-channels selective blocker 

glibenclamide (GLIB, 10 μM) during normoxia didn’t affect the 
mechanical tension of the vascular segments precontracted by high 
potassium solution or PE. However, in hypoxic conditions an addition of 
GLIB against the background of PE-induced segments contraction led to 
significantly increase of their contractile responses, amplitude up to 
108,7±2,6% (n=8, р<0,05) compared to the control contraction. In the 
case of GLIB effect against the background of high potassium solution 
not significant increase of smooth muscles mechanical tension was 
observed. Therefore, a participation of potassium conductivity of VSMC 
membrane in effects of hypoxia can be suggested.

The
6 hours inhibition of Na+,K+-ATPase in RASMC by ouabain 

increased [Na+]i from 15-20 to 130 mM and decreased [K+]i from 150 to 25 
mM. In hypoxic conditions, [Na+]i and [K+]i were increased and decreased 
by 3and 2-fold, respectively. Incubation of RASMC in hypoxia 

decreased 
intracellular 
ATP 
content 
by 
3-fold 
whereas 
ouabain 

attenuated this parameter by less than 20%. The actions of hypoxia and 

ouabain on ATP content were preserved in low-Na+, high-K+ medium. The 
received results show that in hypoxia ion imbalance occurs, which is 
also accompanied by Na+,K+-ATPase dysfunction.

REFERENCES

1.
Chana C.K., Vanhouttea P.M. Hypoxia, vascular smooth 

muscles and endothelium // Acta Pharm. Sin. B. 2013. Vol. 3, N 1. P. 1–
7.
2.
Semenza G.L. Oxygen homeostasis // WIREs Systems Biology and 

Medicine. 2009. Vol. 2. P. 336–361.
3.
Shimoda L.A., Polak J. Hypoxia and ion channel function // Am. J. 

Physiol. Cell Physiol. 2011. Vol. 300, N 5. P. 951–967.
DOI:10.12737/12333

ДИНАМИКА СЕРДЕЧНОГО РИТМА В ПРОЦЕССЕ ИГРОВОГО БИОУПРАВЛЕНИЯ У 

МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ

Даниленко Е.Н., Джафарова О.А.

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно
исследовательский институт молекулярной биологии и биофизики», 

Новосибирск

elena.danilenko2011@yandex.ru

Представлено исследование динамики сердечного ритма младших 

школьников, характерного для сеансов по курсу тренинга игрового 
компьютерного 
биоуправления. 
Выделены 
особенности 
регуляции 

физиологических функций в процессе тренинга.

Ключевые 
слова:
сердечный 
ритм, 
игровое 
компьютерное 

биоуправление, регуляция физиологических функций, младшие школьники.

Переход детей к систематическому школьному обучению в начальных 

классах –
адаптационный период в жизни ребенка. На физиологическом 

уровне этот период характеризуется императивностью, крайне сжатыми 
сроками переучивания, в течение которого человеческим организмом 
ведется активный поиск биологически целесообразных реакций в новых 
условиях [2]. 

Цель 
данной 
работы 
–
исследовать 
индивидуальную 
динамику 

сердечного 
ритма 
младших 
школьников 
для 
оценки 
особенностей 

физиологических функций организма и развития эффективных навыков 
саморегуляции. Исследование проводилось с использованием технологии 
игрового биоуправления. Сюжеты игр управляются частотой сердечного 
ритма (ЧСС) участника. Чтобы победить в соревновании, школьник учился 
снижать ЧСС: чем меньше сердечный ритм, тем 
быстрее двигался 

управляемый объект. 

Методика исследования. В исследовании участвовали 80 учащихся 

начальных 
классов 
средней 
общеобразовательной 
школы. 
 
Занятия 

проводились  группами по 10 человек. Использовался программноаппаратный комплекс «БОС-Пульс» производства ООО «КОМСИБ». Длительность 
основного курса тренинга игрового биоуправления составляла 8-12 
сеансов. Занятие включало пять-шесть игровых попыток сюжета «Вира» [1]. 
Для 
каждого 
участника 
был 
построен 
график 
зависимости 
средней