Дисертація присвячена дослідженню молекулярних та клітинних механізмів дії наноструктурованого діоксиду титану на збудження-гальмування гладеньких м’язів (ГМ) та ГАМК-ергічну регуляцію гемодинаміки щурів. Проведений методом атомно-емісійної спектрометрії елементний аналіз вісцеральних гладеньких м’язів, органів щурів, навантажених інтрагастрально суспензією діоксиду титану (21 ± 5) нм показав, що найбільша кумуляція Ті відбувається в ГМ шлунку, саесum. Це супроводжується змінами механокінетичних параметрів, індексів МU та AU спонтанних скорочень, напрямок та величина яких визначається особливостями механізмів їх пейсмекерної активності та тривалістю навантаження наноматеріалом. В результаті експериментальних досліджень встановлено також, що за умов in vivo ТіО2 (21 ± 5) нм модулює холінергічне та викликане К+-індукованою деполяризацією мембрани гладеньком’язових клітин (ГМК) збудження ГМ шлунку, саесum, значно підсилюючи нормовану максимальну швидкість енергозалежної складової гіперкалієвої та викликаної ацетилхоліном (АХ) контрактури. За цих же умов значним порушенням кінетики формування як тонічного, так і фазного компонентів скорочення ГМ міометрію, викликаного окситоцином, супроводжувалась дія ТіО2 (21 ± 5) нм. Блокатори АТФ - залежної провідності плазматичної мембрани та мембрани мітохондрій ГМК міометрію до іонів К+ глібенкламід та 5-гідроксидеканоат (in vitro) не усували гальмуючий вплив суспензії наноматеріалу на механізми формування тонічної складової скорочення ГМ, викликаного цим гормоном. Встановлено, що за кумулятивної дії суспензій діоксиду титану (21 ± 5) нм, (4 - 8) нм та (1 - 3) нм in vitro змінюється структура, кінетика циклів спонтанних скорочень, гіперкалієвої, ацетилхолінової контрактур гладеньких м’язів шлунку, за величиною та напрямком залежних від розміру наноматеріалу. Проведений молекулярний докінг наночастинки ТіО2 з М2 мускариновим рецептором показав відсутність спільних з АХ сайтів зв’язування, проте існує можливість утворення зв’язків з певними амінокислотами сайту зв’язування його алостеричного модулятора LY2119620, що буде впливати на спорідненість цього рецептора до ортостеричних лігандів, блокуючи їх вхід у ортостеричний сайт. Щодо мускаринового холінорецептора М3 типу, то тут можуть мати місце конкурентні відносини за місця зв’язування діоксиду титану та ацетилхоліну в межах сайту. Встановлено також, що діоксид титану (21 ± 5) нм усуває трансформоване нікотином М2 рецептор-залежне обмеження надходження Са2+е до ГМК саеcum під час холінергічного збудження та пригнічує викликане нікотином на фоні дії гістаміну скорочення гладеньких м’язів саеcum та шлунку. Проведені дослідження показали, що мікроін’єкції агоніста ГАМКВ рецепторів баклофену у медулярні кардіоваскулярні ядра нормотензивних щурів супроводжувались розвитком гіпо- та гіпертензивних реакцій. В роботі сконструйовано структуру повнорозмірного рецептора ГАМКВ та показано, що стабілізація комплексу баклофен-рецептор відбувається за рахунок електростатичних та катіон-π-електрон взаємодій; утримання такого комплексу впродовж молекулярної динаміки становить не менше 100 нс. Встановлено також, що мікроін’єкції суспензій наноструктурованого TiO2 в медулярні ядра довгастого мозку призводять до змін артеріального тиску у щурів, величина та напрямок яких залежали від концентрації та сайту його введення. Проведений молекулярний докінг показав чотири потенційно можливі сайти зв’язування ТіО2 з екстрацелюлярною частиною субодиниці ГАМКВ1а рецептора ГАМКВ, два з яких співпадають з сайтом зв’язування баклофену з цим рецептором за локалізацією та амінокислотним складом.
