摘要gydF4y2Ba
研究的目的是确定非特异性gydF4y2Ba体内gydF4y2Ba与Lewis大鼠相比,近交系Fisher F-344大鼠的气道高反应性与气管平滑肌(TSM)固有收缩特性的差异有关。gydF4y2Ba
研究了从Fisher和Lewis大鼠(各n=10)分离的TSM的等张性和等轴收缩特性,并使用适用于非肌群肌肉的Huxley方程计算了两种菌株的肌球蛋白桥(CB)数、力和动力学。Fisher大鼠的最大空载收缩速度和最大肌肉收缩幅度均高于Lewis大鼠(分别为~ 46%和~ 42%),而等长肌张力峰值与Lewis大鼠相似。gydF4y2Ba
双曲力/速度关系的曲率在应变之间没有差异。两株菌的肌球蛋白CB数和单位力相似。Fisher大鼠的CB脱离和附着持续时间比Lewis大鼠短(分别为~ - 46%和−34%)。gydF4y2Ba
在Fisher大鼠中,这些结果表明,遗传的、基因决定的气道高反应性因素与交叉桥动力学的变化有关,有助于增加气管平滑肌缩短能力和速度。gydF4y2Ba
S. Salmeron是CNRS和AP-HP (Praticien de Recherche Associé)的资助对象。gydF4y2Ba
哮喘的特征是气道的慢性炎症性疾病,与气道对各种刺激的反应性增加有关gydF4y2Ba1gydF4y2Ba.非特异性气道高反应性(AHR)的机制尚不清楚。虽然气道平滑肌(ASM)是哮喘气道过度狭窄的关键因素,但AHR是否与ASM异常有关仍不清楚gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba.据报道,哮喘患者的ASM含量增加gydF4y2Ba4gydF4y2Ba–gydF4y2Ba6gydF4y2Ba在AHR的动物模型中gydF4y2Ba7gydF4y2Ba.然而,最近使用高分辨率轴向气道切片的立体学研究没有提供证据表明在人类哮喘患者的大气道中ASM增加gydF4y2Ba8gydF4y2Ba.在人类哮喘患者中分离的ASM的等张收缩特性有显著的差异gydF4y2Ba9gydF4y2Ba,以及-gydF4y2Ba10gydF4y2Ba动物敏感gydF4y2Ba11gydF4y2Ba–gydF4y2Ba14gydF4y2Ba组织。在这些研究中,孤立的ASM在哮喘和敏感组织中比对照组缩短得更多更快,而在产生力的能力上没有任何差异。综上所述,这些结果表明,在高反应性气道中,功能改变导致ASM缩短能力和速度的增加,而不增加ASM的数量gydF4y2Ba8gydF4y2Ba或在ASM部队的生产能力。这种增加ASM缩短能力和速度的潜在机制包括降低支气管僵硬gydF4y2Ba9gydF4y2Ba,减少对内部缩短的抵抗力gydF4y2Ba15gydF4y2Ba肌球蛋白交叉桥(CB)循环速率的增加可能与平滑肌肌球蛋白轻链激酶(smMLCK)含量的增加有关gydF4y2Ba16gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
为了研究ASM对AHR现象的直接贡献,通常采用两种互补的方法。首先,不同的模型处理被动或主动敏化被用于研究AHR的获得机制。第二,自发的、非特异性AHR模型可以用来研究与AHR相关的遗传、遗传决定因素。据作者所知,ASM等张力学性质从未在自发遗传决定AHR的动物模型中进行过研究。由于Fisher F - 344株和Lewis株在自发气道反应方面的显著差异,两个大鼠株已经被广泛研究。与Lewis菌株相比,Fisher菌株表现出更强的气道反应性,对各种吸入收缩激动剂,如methacholinegydF4y2Ba17gydF4y2Ba和5-羟色胺gydF4y2Ba18gydF4y2Ba,gydF4y2Ba19gydF4y2Ba.这种相对AHR表现为两种自发性呼吸中对雾化激动剂的剂量/反应曲线的变化gydF4y2Ba17gydF4y2Ba–gydF4y2Ba19gydF4y2Ba和机械通风的动物gydF4y2Ba20gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
本研究的目的是确定非特异性gydF4y2Ba体内gydF4y2Ba与Lewis大鼠相比,Fisher F-344大鼠品系的AHR与气管平滑肌(TSM)固有收缩特性的差异有关。因此,研究了近交Fisher和Lewis大鼠离体TSM的力学特性,重点是等张参数(缩短的程度和速度),并验证了潜在的、遗传的、遗传决定的机械差异是否可归因于肌球蛋白-CB相互作用的差异的假设。gydF4y2Ba
材料和方法gydF4y2Ba
气管平滑肌准备gydF4y2Ba
实验用来自查尔斯河(德国苏尔斯菲尔德)的高度近交雄性大鼠进行。动物护理符合《赫尔辛基公约》的建议,该研究得到了作者所在机构(法国INSERM)的批准。10只成年Fisher F-344大鼠(平均值±sem体重208±12 g) 成年Lewis大鼠10只(体重215±14) g、 p=0.71),在所有动物都可以自由获得食物和水的传统动物设施中进行研究。在实验时,研究者不知道哪种菌株是费希尔还是刘易斯。对于每只动物,在由四段组成的气管环上获得的TSM上进行实验。通过软骨的背中线部分打开环,以获得气管后膜部分的条带。上皮细胞没有被移除。然后将该条带垂直悬挂在一个100英尺的平台上 mL含有Krebs-Henseleit溶液的器官浴,用95%氧气/5%二氧化碳鼓泡,并保持在37°C,pH 7.4. 金属条的下端由浴槽底部的固定夹固定,而上端则由与电磁杠杆系统相连的弹簧夹固定gydF4y2Ba21gydF4y2Ba,gydF4y2Ba22gydF4y2Ba.超最大电场刺激;30 V·厘米gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba(50 Hz交流,3 ms脉冲持续时间,12 s训练持续时间),每4 min用两条铂电极平行放置在肌肉制备的两侧。机械实验在1‐h的平衡期后进行。gydF4y2Ba
机械参数,力/速度关系gydF4y2Ba
记录最佳初始肌肉长度(LgydF4y2Ba0gydF4y2Ba)超过连续荷载gydF4y2Ba21gydF4y2Ba,gydF4y2Ba22gydF4y2Ba.根据传统的后加载技术,8-10个efs引发收缩,以增加负荷,从零负荷到完全等距收缩。最大空载缩短速度(VgydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba; LgydF4y2Ba0gydF4y2Ba·gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba),使用零负载钳位技术gydF4y2Ba23gydF4y2Ba,在获得L所需的预紧力下的最大缩短速度gydF4y2Ba0gydF4y2Ba(VgydF4y2Bac、 马克斯gydF4y2Ba; LgydF4y2Ba0gydF4y2Ba·gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba)和预紧时的最大缩短幅度(ΔL;% LgydF4y2Ba0gydF4y2Ba)测量。峰等距力(FgydF4y2Ba0gydF4y2Ba; 测量每个横截面积的mN)并进行归一化,以获得峰值等轴测张力(PgydF4y2Ba0gydF4y2Ba;mN·mmgydF4y2Ba−2gydF4y2Ba).对于每次收缩,将峰值缩短速度(V)与每个横截面积(P)标准化的总等张载荷进行对比。力/速度曲线的数据根据Hill's曲线进行拟合gydF4y2Ba24gydF4y2Ba双曲线方程,其中- a和- b为双曲线的渐近线,G为双曲线的曲率。在研究结束时,横截面积(mmgydF4y2Ba2gydF4y2Ba)根据L时肌肉重量(mg)与肌肉长度的比率计算gydF4y2Ba0gydF4y2Ba(mm),假设肌肉密度为1gydF4y2Ba25gydF4y2Ba. 各组的平均横截面积没有差异(1.17±0.12) 嗯gydF4y2Ba2gydF4y2Ba在费雪gydF4y2Ba对gydF4y2Ba0.94±0.08毫米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba在Lewis中,p=0.12)。gydF4y2Ba
肌球蛋白桥数、力和动力学的计算gydF4y2Ba
赫胥黎氏gydF4y2Ba26gydF4y2Ba原始方程构成了最广泛接受的肌肉收缩数学模型。该模型为估计活体横纹肌中肌球蛋白CB的数量、单位力和动力学提供了一个信息系统。最近发展了一种适用于非肌节性肌肉(如平滑肌)的方程gydF4y2Ba27gydF4y2Ba. 该方法允许计算每个CB(π)的单位力gydF4y2Ba0gydF4y2Ba; pN),每毫米CB的数量gydF4y2Ba2gydF4y2Ba在高峰主动紧张(Ψ×10gydF4y2Ba9gydF4y2Ba),动力冲程时的平均CB速度(vgydF4y2Ba0gydF4y2Ba;µm·sgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba),循环周期总持续时间(tgydF4y2BacgydF4y2Ba腺苷三磷酸酶(ATP酶)活性(kgydF4y2Ba猫gydF4y2Ba,带kgydF4y2Ba猫gydF4y2Ba= 1 / tgydF4y2BacgydF4y2Ba)和CB附着时间(1/fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba;Ms)和分离(1/g)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba;ms),其中fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba为附着速率常数和g的峰值gydF4y2Ba2gydF4y2Ba表示分离速率常数的峰值(另一个分离常数称为ggydF4y2Ba1gydF4y2Ba;图1gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba).gydF4y2Ba
实际上,如果h被称为分子步长(在ASM中h=11 nm)gydF4y2Ba28gydF4y2Ba,gydF4y2Ba29gydF4y2Ba这一点可以从赫胥黎的著作中看出gydF4y2Ba26gydF4y2Ba手稿,ϕ= (fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba+ ggydF4y2Ba1gydF4y2Ba)h/2,并假设φ=b和G=GgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/ (fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba+ ggydF4y2Ba1gydF4y2Ba).如果w被称为单个CB的机械功(w=3.8×10gydF4y2Ba−20gydF4y2BaJ)gydF4y2Ba26gydF4y2Ba,gydF4y2Ba30gydF4y2Ba, e被称为分裂一个三磷酸腺苷(ATP)分子所需的自由能(e=5.1×10)gydF4y2Ba−20gydF4y2Ba(J)gydF4y2Ba26gydF4y2Ba,gydF4y2Ba30gydF4y2Ba,gydF4y2BalgydF4y2Ba称为两个肌动蛋白结合位点之间的长度(gydF4y2BalgydF4y2Ba=36 纳米)gydF4y2Ba31gydF4y2Ba,则得到:gydF4y2Ba
对于每个TSM,通过替换力/速度关系(即V)的测量值来计算CB的数量、力和动力学gydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba, a, b, G)gydF4y2Ba26gydF4y2Ba,gydF4y2Ba27gydF4y2Ba,gydF4y2Ba32gydF4y2Ba).gydF4y2Ba
统计分析gydF4y2Ba
所有数据均以平均值±sem表示。各组之间的统计比较采用非配对t检验。对于力/速度曲线,相关系数(r)力和速度的测量值与模型估计值之间的关系用于检验双曲线拟合的准确性。使用最小二乘法通过线性回归计算两个变量之间的相关性。p<0.05被认为具有统计学意义。gydF4y2Ba
后果gydF4y2Ba
大鼠气管平滑肌经典力学参数的研究gydF4y2Ba
在负荷收缩后诱发的EFS期间,Fisher大鼠的等轴测力峰值高于Lewis大鼠(图。 2.gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba).然而,当按横截面面积归一化时,峰值等距张力(PgydF4y2Ba0gydF4y2Ba)Fisher和Lewis大鼠之间没有差异:PgydF4y2Ba0gydF4y2Ba是16.16±2.01 mN·毫米吗gydF4y2Ba−2gydF4y2Ba在Fisher和15.10±1.92中 mN·mmgydF4y2Ba−2gydF4y2Ba在Lewis大鼠中(p=0.71)。与Lewis大鼠相比,Fisher大鼠表现出更快的VgydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba(∼46%,p < 0.001;图2gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba),更快gydF4y2Bac、 马克斯gydF4y2Ba(∼63%,p < 0.05;图3gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba), ΔL较大(~ 42%,p<0.05;图3gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba).gydF4y2Ba
大鼠气管平滑肌的力/速度关系gydF4y2Ba
在这两种应变中,力/速度关系通过双曲线精确拟合:Fisher和Lewis大鼠的实验数据和Hill模型之间的r值分别为0.993±0.001和0.997±0.001。如表所示 1.gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba,Fisher大鼠的参数b(具有速度单位)高于Lewis大鼠。相反,两种应变的参数a(具有张力单位)相似,双曲线力/速度关系的G曲率也相似(表1) 1.gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba).图4gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba显示每毫米的代表力gydF4y2Ba2gydF4y2Ba/速度曲线在Fisher和Lewis的TSM。gydF4y2Ba
肌球蛋白交叉桥数、力和动力学gydF4y2Ba
ΠgydF4y2Ba0gydF4y2Ba峰值有效张力下的CB数(ψ×10gydF4y2Ba9gydF4y2Ba)如图所示 5.gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba.Fisher和Lewis大鼠之间没有观察到显著差异。在动力冲程(vgydF4y2Ba0gydF4y2Ba= 0.249±0.040µm·sgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba在费雪和v中gydF4y2Ba0gydF4y2Ba=0.246±0.046 µm·sgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba在Lewis大鼠中,p=0.95)。两组间无相关性gydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba及vgydF4y2Ba0gydF4y2Ba(右gydF4y2Ba2gydF4y2Ba=0.056,p=0.32)。PgydF4y2Ba0gydF4y2Ba肌条的长度和∏gydF4y2Ba0gydF4y2Ba(右gydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 0.223, p < 0.05;图6gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba).图6bgydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba表明P之间存在很强的线性关系gydF4y2Ba0gydF4y2Ba肌肉带和Ψ。gydF4y2Ba
肌球蛋白CB动力学如图所示 7.gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba;两者的持续时间为1/ggydF4y2Ba2gydF4y2Ba和1 / fgydF4y2Ba1gydF4y2BaFisher组明显比Lewis组短(分别为- 46%和- 34%)。tgydF4y2BacgydF4y2Ba在菌株之间没有区别:tgydF4y2BacgydF4y2BaFisher组为4.354±0.815 s, Lewis组为4.819±0.590 s (p=0.65)。kgydF4y2Ba猫gydF4y2Ba菌株之间没有差异:kgydF4y2Ba猫gydF4y2Ba为0.301±0.046·sgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba0.242±0.036·sgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba在刘易斯(p = 0.33)。gydF4y2Ba
讨论gydF4y2Ba
本研究的主要发现是:1)与Lewis相比,Fisher大鼠系较高的遗传决定自发非特异性AHR与较高的离体TSM缩短能力和速度有关;2)不同菌株间肌球蛋白CB动力学不同;1 / ggydF4y2Ba2gydF4y2Ba在较小程度上,1/fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba3) PgydF4y2Ba0gydF4y2Ba在两种应变中,每CB的单位力相似,但FgydF4y2Ba0gydF4y2BaFisher组比Lewis组高。gydF4y2Ba
动物模型的验证gydF4y2Ba
Fisher和Lewis在解剖学上都是近亲繁殖的老鼠gydF4y2Ba33gydF4y2Ba与Lewis相比,Fisher大鼠对各种吸入性收缩激动剂(如乙酰甲胆碱)表现出更高的气道反应性gydF4y2Ba17gydF4y2Ba或5-羟色胺gydF4y2Ba18gydF4y2Ba,gydF4y2Ba19gydF4y2Ba.gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba,这种相对AHR表现为两种自发性呼吸中对雾化激动剂的剂量/反应曲线的变化gydF4y2Ba17gydF4y2Ba–gydF4y2Ba19gydF4y2Ba和机械通风的动物gydF4y2Ba20gydF4y2Ba.在本研究中,gydF4y2Ba体内gydF4y2Ba两种大鼠品系均未测量气道反应性。因此,不能排除本研究中使用的大鼠与文献数据之间气道反应性存在微小差异。gydF4y2Ba体外gydF4y2Ba,这两个大鼠品系的ASM表现出显著的差异;而分离的TSM在两个品系中在基线时产生相似的等长力gydF4y2Ba17gydF4y2Ba,Fisher大鼠的TSM已被证明对累积浓度的卡巴胆碱更敏感gydF4y2Ba34gydF4y2Ba还是血清素gydF4y2Ba35gydF4y2Ba肺外植体最近被用来表明Fisher菌株的这种先天性相对高反应性并不局限于气管,而是扩展到整个气道树gydF4y2Ba19gydF4y2Ba,gydF4y2Ba36gydF4y2Ba这些研究还提供了证据,证明Fisher大鼠气道比Lewis具有更大的气道狭窄能力。综上所述,这些研究支持了以下假设,即Fisher菌株中发现的相对非特异性AHR可能与ASM内在收缩特性的差异有关gydF4y2Ba19gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
气管平滑肌的机械收缩特性gydF4y2Ba
就作者所知,没有关于Fisher和Lewis菌株分离TSM等张收缩特性的数据。因此,本研究的第一个目的是描述两种菌株中分离TSM的收缩特性,特别注意等张参数。vgydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba发现Fisher组比Lewis组高(图2gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba),以及ΔL和VgydF4y2Bac、 马克斯gydF4y2Ba(图3gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba).这些结果证实了之前对过敏狗的研究结果gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba12gydF4y2Ba,因为豚鼠gydF4y2Ba13gydF4y2Ba、老鼠gydF4y2Ba14gydF4y2Ba人支气管gydF4y2Ba10gydF4y2Ba这一切都表明,与对照组相比,敏感组织的分离ASM能够缩短更多更快。该结果也至少部分解释了先前在Fisher和Lewis大鼠肺外植体中报告的发现gydF4y2Ba19gydF4y2Ba,gydF4y2Ba36gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
在ASM中,通常使用两种方法得出力/速度关系;传统的后加载等张收缩或快速释放2 s在等长收缩开始后。因为力/速度特征是Stephens在犬TSM中首次描述的gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba37gydF4y2Ba,得出力/速度关系的最佳方法一直是讨论的主题gydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba后装技术与快速释放技术测得的结果没有差异gydF4y2Ba38gydF4y2Ba在两种鼠系中。实验数据被双曲线精确拟合,在高负荷下速度没有明显偏差,与之前报道的狗的结果相反gydF4y2Ba39gydF4y2Ba.力/速度关系在大鼠ASM中从未被研究过。种间差异可以解释,至少部分地,目前的数据观察到的差异和以前的报道在犬TSM。由于双曲线较好地拟合了目前的实验数据,修正后的方程由王描述gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba39gydF4y2Ba是不习惯。使用经典的HillgydF4y2Ba24gydF4y2Ba方程中,方程参数b在Fisher大鼠中高于Lewis大鼠,而参数a在菌株之间没有差异(表1)gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba)与Lewis大鼠相比,Fisher大鼠的缩短能力和速度更高,这一结果与此一致。还发现两种应变的G曲率相似(表1) 1.gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba).与对照组相比,在致敏犬TSM中也报告了类似的结果gydF4y2Ba11gydF4y2Ba.在横纹肌中,力/速度关系的曲率已经被发现与产生力的肌温经济有关:越弯曲的希尔双曲线(gydF4y2Ba即。gydF4y2BaG)越高,产生兵力的经济性就越大gydF4y2Ba30gydF4y2Ba,gydF4y2Ba40gydF4y2Ba.假设平滑肌和横纹肌肌球蛋白CB的基本特性没有明显的区别gydF4y2Ba26gydF4y2Ba,目前的结果表明Fisher和Lewis TSM力产生的能量成本相似。gydF4y2Ba
在本研究中,PgydF4y2Ba0gydF4y2Ba由隔离电刺激TSM开发,但FgydF4y2Ba0gydF4y2BaFisher组高于Lewis组(图。 2.gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba).在力学研究中,通常报告等距张力的结果而不是等距力的结果,因为横截面面积的差异可能会干扰力的结果。在这项研究中,情况显然就是如此。这些结果与之前报道的相同菌株的结果一致gydF4y2Ba17gydF4y2Ba在非遗传决定的AHR动物模型中gydF4y2Ba10gydF4y2Ba–gydF4y2Ba14gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
肌球蛋白交叉桥数、力和动力学gydF4y2Ba
有人认为AHR的最终缺陷可能是在肌细胞水平本身gydF4y2Ba14gydF4y2Ba。如果是这样,则应关注参与或导致肌肉缩短的更高容量和速度的结构、机制或途径。有几种方法已被用于研究肌球蛋白分子马达如何工作。使用gydF4y2Ba体外gydF4y2Ba运动试验gydF4y2Ba41gydF4y2Ba以及高分辨率单分子实验,如光镊技术gydF4y2Ba42gydF4y2Ba,为基本收缩蛋白的相互作用提供了见解。肌肉力学的数学模型为估计活肌肉中肌球蛋白CB的数量、单位力和动力学提供了信息系统gydF4y2Ba26gydF4y2Ba,gydF4y2Ba43gydF4y2Ba,gydF4y2Ba44gydF4y2Ba.赫胥黎氏gydF4y2Ba26gydF4y2Ba形式主义已被用于许多机械,以及生化肌肉实验,并有助于更好地理解CB相互作用gydF4y2Ba32gydF4y2Ba.赫胥黎方程的应用已被应用于非肌群肌肉,如平滑肌,允许计算CB数,单位力和动力学从实验力学数据gydF4y2Ba27gydF4y2Ba.这已在包括大鼠在内的几种动物的ASM中得到验证gydF4y2Ba27gydF4y2Ba.在本研究中应用Huxley模型的原因如下:1)Huxley模型不仅解释了肌肉的许多宏观属性(力、速度和产热),而且还将这些属性与肌肉的结构和生化属性联系起来;2)根据Huxley的模型,肌凝蛋白头部与细丝上特定位置的循环相互作用产生肌肉的力和收缩,ATP水解提供能量;3)利用全肌肉水平和不同负荷水平的力学参数(速度、长度、力),Huxley理论推断出CB的动力学和数量。因此,赫胥黎的形式主义似乎是一种很有吸引力的方法来检验这一假设,即遗传的、由基因决定的机械差异可以归因于CB相互作用的差异。gydF4y2Ba
除动力冲程外,CB循环中还有两个重要步骤,gydF4y2Ba即。gydF4y2Ba肌凝蛋白头部与肌动蛋白的附着和分离(图1)gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba).肌凝蛋白与肌动蛋白的结合发生在ATP水解后gydF4y2Ba45gydF4y2Ba.肌球蛋白在ADP释放后迅速从肌动蛋白中分离出来。之后,一个ATP分子结合到肌凝蛋白头部的核苷酸位点(ATP结合袋)。在本研究中,我们发现Fisher大鼠的附着步骤比Lewis大鼠短(图7)gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba)Fisher大鼠的分离步明显短于Lewis大鼠(图7)gydF4y2Ba⇓gydF4y2Ba)一个较短的分离步可以解释,至少部分原因是肌肉层面缩短速度的增加。事实上,根据赫胥黎的CB模型gydF4y2Ba26gydF4y2BavgydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba正比于g的最大值gydF4y2Ba2gydF4y2Ba; 高VgydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba, g越高gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,则较低的1/ggydF4y2Ba2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba即。gydF4y2Ba分离步越短。因此,脱离步骤是确定ASM中最大缩短速度的关键步骤。1 / ggydF4y2Ba2gydF4y2Ba,而不是gydF4y2BacgydF4y2Ba,会强烈地影响整个肌肉的收缩能力。需要进一步研究哪些结构、生化或机械因素影响ggydF4y2Ba2gydF4y2Ba在较小程度上,fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba在费舍菌株。可能的原因如下:1)肌凝蛋白头部atp结合袋的三维构型差异,或atp结合袋附近存在7个氨基酸插入gydF4y2Ba42gydF4y2Ba,gydF4y2Ba46gydF4y2Ba,或肌动蛋白结合位点配置的差异;2)在Fisher气管中肌球蛋白重链平滑肌- B亚型的更高表达(最近在成年Fisher大鼠TSM中报道了这种亚型的存在)gydF4y2Ba47gydF4y2Ba; 3) 20世纪的差异 肌球蛋白kD调节轻链;4) 肌球蛋白轻链激酶,特别是smMLCK亚型的结构、含量或活性的差异gydF4y2Ba16gydF4y2Ba; 5) 钙/钙调素复合物的结构或功能差异;和6)可直接磷酸化20-磷酸化的Rho相关激酶活性的差异 独立于钙离子的肌球蛋白kD调节轻链gydF4y2Ba48gydF4y2Ba.然而,应该提到的是,与Lewis大鼠相比,Fisher大鼠的细胞内钙移动增加最近被描述gydF4y2Ba19gydF4y2Ba,提示钙依赖途径至少部分参与了Fisher菌株非特异性AHR的机制。gydF4y2Ba
使用适用于平滑肌的赫胥黎方程gydF4y2Ba27gydF4y2Ba肌球蛋白CB在峰值主动张力下的数量、单位力和平均速度之间没有差异,而VgydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba及vgydF4y2Ba0gydF4y2Ba. 因此,在Fisher大鼠中观察到的更大的肌肉缩短速度不能归因于力量性卒中期间更高的CB速度。t的电位差gydF4y2BacgydF4y2Ba研究人员也进行了调查,但未发现Fisher和Lewis大鼠之间存在此类差异,这表明缩短的速度越快,缩短的时间周期就越短。gydF4y2Ba
综上所述,我们分析了Fisher和Lewis近交系大鼠离体气管平滑肌的等张和等张收缩特性。Fisher大鼠品系较高的基因决定的自发性非特异性气道高反应性与气管平滑肌的较高缩短能力和速度有关与Lewis大鼠相比,在产生等长力的能力上没有差异。这些机械性差异并不是由于肌球蛋白跨桥在强击过程中的数量、单位力或平均速度的差异。相反,肌球蛋白跨桥动力学的差异,gydF4y2Ba即。gydF4y2BaFisher大鼠与Lewis大鼠相比,其跨桥分离和附着的持续时间较短,这可能有助于解释Fisher大鼠更高的缩短能力和速度。这些结果强调了跨桥本身在Fisher大鼠固有的更大气道反应性现象中的关键作用。gydF4y2Ba
跨桥循环的示意图表示。动力冲程(gydF4y2Ba即。gydF4y2Ba肌球蛋白头的位移和力的产生)由无机磷酸盐的释放(Pi;步骤4)触发,并在三磷酸腺苷(ATP)水解(步骤2)和肌球蛋白头附着到肌动蛋白丝(步骤3)后发生。二磷酸腺苷(ADP)释放(步骤5)后,肌球蛋白迅速与肌动蛋白分离(步骤1)。GgydF4y2Ba2gydF4y2Ba:剥离速率常数的峰值;FgydF4y2Ba1gydF4y2Ba:附着速率常数的峰值。gydF4y2Ba
![图2. -gydF4y2Ba](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/22/2/227/F2.medium.gif)
平均±sem a)峰等轴力(FgydF4y2Ba0gydF4y2Ba)和b)最大空载缩短速度(VgydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba)在Fisher (n=10)和Lewis (n=10)大鼠中测定。* *: p < 0.01;* * *: p < 0.001。gydF4y2Ba
![图3. -gydF4y2Ba](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/22/2/227/F3.medium.gif)
Fisher(n=10)和Lewis(n=10)大鼠预加载时测量的平均±sem等张力学参数。a)气管平滑肌最大缩短速度(VgydF4y2Bac、 马克斯gydF4y2Ba)和b)最大缩短程度(ΔL)。lgydF4y2Ba0gydF4y2Ba:最佳初始肌肉长度。*: p < 0.05。gydF4y2Ba
![图4. -gydF4y2Ba](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/22/2/227/F4.medium.gif)
代表力/ mmgydF4y2Ba2gydF4y2Ba(P) Fisher(---)和Lewis(–-)大鼠气管平滑肌的/速度(V)曲线。a)绝对P和V值用于确定P/V关系。b)标准化P和V值用于确定双曲线的G曲率。LgydF4y2Ba0gydF4y2Ba:最佳初始肌肉长度;cVgydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba:计算的最大缩短速度;内容提供商gydF4y2Ba0gydF4y2Ba:计算最大等距张力。gydF4y2Ba
平均±扫描电镜a)计算出峰值主动张力时肌球蛋白桥的总数(Ψ×10gydF4y2Ba9gydF4y2Ba)和b)峰值主动张力(π)下每个横梁的单位力gydF4y2Ba0gydF4y2Ba)在Fisher(n=10)和Lewis(n=10)大鼠中。ns:无显著性。gydF4y2Ba
![图6. -gydF4y2Ba](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/22/2/227/F6.medium.gif)
肌肉条的峰值等长张力之间的关系(PgydF4y2Ba0gydF4y2Ba)和单桥受力(ΠgydF4y2Ba0gydF4y2Ba, b)在P之间gydF4y2Ba0gydF4y2Ba和峰值有效张力下的横桥数量(ψ×10gydF4y2Ba9gydF4y2Ba在Fisher(〇)和Lewis(▪)老鼠身上。ΨP = 0.107gydF4y2Ba0gydF4y2Ba+ 0.247。rgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 0.951, p < 0.0001。gydF4y2Ba
![图7-gydF4y2Ba](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/22/2/227/F7.medium.gif)
a)跨桥连接(1/f)的平均±sem计算持续时间gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)和b)跨桥分离(1/ggydF4y2Ba2gydF4y2Ba), Fisher (n=10)和Lewis (n=10)大鼠。*: p < 0.05;* * *: p < 0.001。gydF4y2Ba
在费雪和刘易斯大鼠的后负荷收缩中,力/速度曲线中由Hill方程导出的常数gydF4y2Ba
附录:计算gydF4y2Ba
使用赫胥黎的gydF4y2Ba26gydF4y2Ba手稿中,作者首先表达了总能量释放速率(gydF4y2Ba
)和等张张力(PgydF4y2BaHuxgydF4y2Ba)作为速度(V)的函数。因此,gydF4y2Ba
具体如下:gydF4y2Ba
总能量释放的最小速率(gydF4y2Ba
)在等轴测条件下发生(方程式8中的V=0),等于a×b的乘积gydF4y2Ba24gydF4y2Ba,gydF4y2Ba26gydF4y2Ba由下式给出:gydF4y2Ba
每·mm的过桥(CB)编号gydF4y2Ba2gydF4y2Ba在ψ处为:gydF4y2Ba
等张张力gydF4y2BaHuxgydF4y2Ba由方程式11给出gydF4y2Ba26gydF4y2Ba:gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba哈克斯,马克斯gydF4y2Ba在V=0时达到,并假定等于总等轴测张力(PgydF4y2Ba0gydF4y2Ba),这是实验确定的。等距条件下每个CB的平均单位力为gydF4y2Ba
分离速率常数峰值的计算(ggydF4y2Ba2gydF4y2Ba)gydF4y2Ba
ф= (fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba+ ggydF4y2Ba1gydF4y2Ba)h/2,ф=b,G=GgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/ (fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba+ ggydF4y2Ba1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba26gydF4y2Ba及VgydF4y2Ba马克斯gydF4y2Ba=Gb,这是推断出来的gydF4y2Ba
分离速率常数(ggydF4y2Ba1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba
根据等式9(带gydF4y2Ba
)和11在等距条件下(V=0和PgydF4y2Ba哈克斯,马克斯gydF4y2Ba=Ga),由此推断gydF4y2Ba
因此gydF4y2Ba
附着速率常数(f)峰值的计算gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba
被线性化为P的函数gydF4y2BaHuxgydF4y2Ba.gydF4y2Ba
允许gydF4y2Ba
通过替换方程式8和11中的A和B,方程式8变为:gydF4y2Ba
方程11变成gydF4y2Ba
其中d=1/G。gydF4y2Ba
根据方程式13,可以推断:gydF4y2Ba
根据方程式14,可以推断:gydF4y2Ba
根据方程式13和14,可以推断:gydF4y2Ba
由式15和V可忽略(V≈0)的近似等距条件,gydF4y2Ba
可以线性化成P的函数吗gydF4y2BaHuxgydF4y2Ba详情如下:gydF4y2Ba
这个关系式的斜率gydF4y2Ba
和PgydF4y2BaHuxgydF4y2Ba等于b吗gydF4y2Ba26gydF4y2Ba,gydF4y2Ba27gydF4y2Ba那么,gydF4y2Ba
因此gydF4y2Ba
根据方程式1和17,可以推断:gydF4y2Ba
作为G = GgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/ (fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba+ ggydF4y2Ba1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba26gydF4y2Ba和fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba= GggydF4y2Ba1gydF4y2Ba,通过解二次方程fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba2gydF4y2Ba+ ggydF4y2Ba1gydF4y2BafgydF4y2Ba1gydF4y2Ba–ggydF4y2Ba1gydF4y2BaggydF4y2Ba2gydF4y2Ba=0,fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba作为g的函数gydF4y2Ba1gydF4y2Ba和ggydF4y2Ba2gydF4y2Ba获得:gydF4y2Ba
- 收到了gydF4y2Ba2002年7月17日。gydF4y2Ba
- 接受gydF4y2Ba二○○三年三月二十五日。gydF4y2Ba
- ©ERS期刊有限公司gydF4y2Ba
工具书类gydF4y2Ba
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