Ukr.Biochem.J. 2026; Том 98, № 2, березень-квітень, c. 113-128

doi: https://doi.org/10.15407/ubj98.02.113

Новий cелективний інгібітор натрієвої помпи калікс[4]арен C-1130 як модулятор енергетики скорочення гладенького м’яза матки

29.06.2026   Uncategorized

С. О. Костерін1*, О. В. Цимбалюк2, Р. В. Родік3, В. І. Кальченко3

1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України; Україна, Київ;
*e-mail: kinet@biochem.kiev.ua;
2Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
e-mail: otsymbal@knu.ua;
3Інститут органічної хімії НАН України; Україна, Київ;
e-mail: manli@ioch.kiev.ua

Отримано: 19 листопада 2025; Виправлено: 23 січня 2026;
Затверджено: 03 квітня 2026; Доступно онлайн: 21 квітня 2026

Відомо, що функціонування неелектро­генної системи 2Na+-Ca2+-обміну, локалізованої в плазматичній мембрані клітин міометрія, забезпечується енергією трансмембранного градієнта натрію, що створюється Mg2+, АТP-залежним натрієвим насосом. Метою дослідження було визначити, як інгібітор цього насоса калікс[4]арен С-1130 впливає на механокінетику та енергетику скорочення-розслаблення міометрія. Експерименти проводилися на самках щурів Вістар. Скоротливу активність поздовжніх гладеньких м’язів матки вивчали за допомогою тензометричного методу. Розроблено та випробувано в тензометричних експериментах метод визначення механічної роботи А та потужності N у будь-який момент часу t повного циклу ізотонічного скорочення-розслаблення гладких м’язів. Калікс[4]арен С-1130 розчиняли в диметилсульфоксиді та вводили в робочі розчини в концентрації 10-5 М. Було виявлено, що під впливом калікс[4]арену С-1130 відносні максимальні значення механічної роботи A досягалися в момент, коли цикл скорочення-релаксації в контрольних умовах практично завершувався, тоді як максимальні значення потужності N досягалися швидше, ніж у контролі. Ці результати свідчать про те, що калікс[4]арен С-1130 здатний підвищувати максимальне значення механічної роботи гладеньких м’язів, сприяючи їх розслабленню без суттєвої зміни потужності скорочення. Розроблена методика може бути корисною для порівняльного вивчення впливу фармакологічних препаратів на скоротливу активність гладеньких м’язів у форматі «норма-патологія».

Ключові слова: , , ,

Посилання:

  1. Liu M, Gomez D. Smooth Muscle Cell Phenotypic Diversity. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2019;39(9):1715-1723. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Burdyga T, Lang RJ. Excitation-contraction coupling in ureteric smooth muscle: mechanisms driving ureteric peristalsis. Adv Exp Med Biol. 2019;1124:103-119. PubMed, CrossRef
  3. anders KM, Baker SA, Drumm BT, Kurahashi M. Ca2+ signaling is the basis for pacemaker activity and neurotransduction in interstitial cells of the GI tract. Adv Exp Med Biol. 2022;1383:229-241. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  4. Dirksen RT, Eisner DA, Ríos E, Sipido KR. Excitation-contraction coupling in cardiac, skeletal, and smooth muscle. J Gen Physiol. 2022;154(9):e202213244. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  5. Dixon RE, Trimmer JS. Endoplasmic reticulum-plasma membrane junctions as sites of depolarization-induced Ca2+ signaling in excitable cells. Annu Rev Physiol. 2023;85:217-243. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  6. Li A, Zhou J, Widelitz RB, Chow RH, Chuong CM. Integrating bioelectrical currents and Ca2+ signaling with biochemical signaling in development and pathogenesis. Bioelectricity. 2020;2(3):210-220. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  7. Wray S, Burdyga T, Noble D, Noble K, Borysova L, Arrowsmith S. Progress in understanding electro-mechanical signalling in the myometrium. Acta Physiol (Oxf). 2015;213(2):417-431. PubMed, CrossRef
  8. Singh H, Stefani E, Toro L. Intracellular BK(Ca) (iBK(Ca)) channels. J Physiol. 2012;590(23):5937-5947. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Garrett AS, Means SA, Roesler MW, Miller KJW, Cheng LK, Clark AR. Modeling and experimental approaches for elucidating multi-scale uterine smooth muscle electro- and mechano-physiology: A review. Front Physiol. 2022;13:1017649. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  10. Mahapatra C, Kumar R. Biophysical mechanisms of vaginal smooth muscle contraction:the role of the membrane potential and ion channels. Pathophysiology. 2024;31(2):225-243. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  11. Chen L, Hassani Nia F, Stauber T. Ion channels and transporters in muscle cell differentiation. Int J Mol Sci. 2021;22(24):13615. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  12. Raeymaekers L, Wuytack F. Ca2+ pumps in smooth muscle cells. J Muscle Res Cell Motil. 1993;14(2):141-157. PubMed, CrossRef
  13. Dai C, Khalil RA. Calcium signaling dynamics in vascular cells and their dysregulation in vascular disease. Biomolecules. 2025;15(6):892. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  14. Yang H, Choi KC, Jung EM, An BS, Hyun SH, Jeung EB. Expression and regulation of sodium/calcium exchangers, NCX and NCKX, in reproductive tissues: do they play a critical role in calcium transport for reproduction and development? Adv Exp Med Biol. 2013;961:109-121. PubMed, CrossRef
  15. Zhu J, Fan Y, Lu Q, Yang Y, Li H, Liu X, Zhang H, Sun B, Liu Q, Zhao J, Yang Z, Li L, Feng H, Xu J. Increased transient receptor potential canonical 3 activity is involved in the pathogenesis of detrusor overactivity by dynamic interaction with Na+/Ca2+ exchanger 1. Lab Invest. 2022;102(1):48-56. PubMed, CrossRef
  16. Tsymbalyuk O, Veklich T, Rodik R, Maliuk O, Karakhim S, Kalchenko V, Kosterin S. Modulation of myometrium contractive activity and intracellular Са2+ homeostasis by calix4arene С-1130 selective inhibitor of the sodium pump. Ser Biomech. 2024;38(1):71-89. CrossRef
  17. Bursztyn L, Eytan O, Jaffa AJ, Elad D. Mathematical model of excitation-contraction in a uterine smooth muscle cell. Am J Physiol Cell Physiol. 2007;292(5):C1816-C1829. PubMed, CrossRef
  18. Kraev A, Quednau BD, Leach S, Li XF, Dong H, Winkfein R, Perizzolo M, Cai X, Yang R, Philipson KD, Lytton J. Molecular cloning of a third member of the potassium-dependent sodium-calcium exchanger gene family, NCKX3. J Biol Chem. 2001;276(25):23161-23172. PubMed, CrossRef
  19. Bao J, Zhao C, Wang X, Liu S, Wang L, Zou Y, Liu H. Direct effects of inflammatory cytokines on mouse uterine contraction. Am J Reprod Immunol. 2024;92(4):e13938. PubMed, CrossRef
  20. Yan J, Zhang X, Feng L, Zhang S, Wei H, Tian W, Li Q, Li J, Yang L, Liu J, Xu Y, Cui J, Ren S, Qi Z, Gao Y. Ertugliflozin induces vasodilation by inhibiting AMPK-mediated mitochondrial fission in vascular smooth muscle cells. Eur J Pharmacol. 2025;1002:177784. PubMed, CrossRef
  21. Zhong X, Wu F, Gao W, Hu J, Shen B, Zhong K, Peng J, Zhang C, Zhang C. Effects of extracellular matrix changes induced by a high-fat diet on gallbladder smooth muscle dysfunction. Front Biosci (Landmark Ed). 2024;29(12):401. PubMed, CrossRef
  22. Kosterin S, Tsymbalyuk O, Holden O. Multiparameter analysis of mechanokinetics of the contractile response of smooth muscles. Ser Biomech. 2021;35(1):14-30.
  23. Veklich ТО, Cherenok SО, Tsymbalyuk ОV, Shkrabak ОA, Karakhim SO, Selihova AI, Kalchenko VІ, Kosterin SO. A new affine inhibitor of sodium pump thiacalix[4]arene С-1193 increases the intracellular concentration of Ca ions and modifies myometrium contractility. Ukr Biochem J. 2023;95(5):5-21. CrossRef
  24. Tsymbalyuk O, Veklich T, Rodik R, Kosterin S. Calix[4]arene C-956 as a selective inhibitor of Ca2+-pump of the plasma membrane and a modulator of the contractile function in the myometrium. Biol Stud. 2024;18(3):3-24. CrossRef
  25. Tsymbalyuk O, Veklich T, Maliuk O, Cherenok S, Kalchenko V, Kosterin S. Kinetic regularities of thiacalix[4]arene C-1193 action on Na+, K+-ATPase activity of the plasma membrane and contractile activity of the myometrium. Biol Stud. 2025;19(1):15-34. CrossRef
  26. osterin S, Tsymbalyuk O. Mechanokinetics and power of the spontaneous isotonic contraction of visceral smooth muscles. Ser Biomech. 2023;37(3):43-56. CrossRef
  27. Du X, Zhi J, Yang D, Wang Q, Luo X, Deng X. Research progress in the mechanism of calcium ion on contraction and relaxation of airway smooth muscle cells. J Recept Signal Transduct Res. 2021;41(2):117-122. PubMed, CrossRef
  28. Arrowsmith S. Human myometrial contractility assays. Methods Mol Biol. 2022;2384:29-42. PubMed, CrossRef
  29. Soloviev A, Kozlovsky V, Nozdrenko D, Sydorenko V, Monchak I, Vdovenko N, Maidaniuk O, Fetyukhin V. Modified creatine greatly increases the performance of skeletal and smooth muscles. Biochem Biophys Rep. 2025;41:101934. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  30. Yu SN, Crago PE, Chiel HJ. A nonisometric kinetic model for smooth muscle. Am J Physiol. 1997;272(3 Pt 1):C1025-C1039. PubMed, CrossRef
  31. Kato S, Osa T, Ogasawara T. Kinetic model for isometric contraction in smooth muscle on the basis of myosin phosphorylation hypothesis. Biophys J. 1984;46(1):35-44. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  32. Karakhim SO, Shlykov SG, Babich LG, Sinko DV. Analysis of decay kinetics of the cytosolic calcium transient induced by oxytocin in rat myometrium smooth muscle cells. J Muscle Res Cell Motil. 2021;42(1):117-127.  PubMed, [cr id=”https://doi.org/10.1007/s10974-021-09598-7″
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.