Диссертация (1144759), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Также было показано, что привывешивании снижается количество сигнального белка glycogen synthase kinase3β (киназа-3β гликогенсинтазы, GSK3β), что приводит к снижению активностиeukaryotic initiation factor 2B (эукариотического фактора инициации 2B, eIF2B),участвующего в инициации трансляции белков (Bodine, 2013).Медленные мышцы, такие как постуральная m. soleus, претерпеваютнаибольшие изменения, их масса снижается сильнее и более выраженыатрофические изменения.
Рядом авторов показано увеличение содержанияволокон II типа (быстрых) и уменьшение доли волокон I типа (медленных) по такназываемому пути «slow-to-fast», а также увеличение экспрессии быстрыхизоформ тяжелых цепей миозина при разгрузке m. soleus за счет измененияинтенсивности экспрессии соответствующих генов (Шенкман, 2016; Kandarian,Stevenson, 2002; Ishihara et al., 2004; Shenkman, Nemirovskaya, 2008; Baldwin et al.,2013). Изменения более всего выражены в волокнах I типа, затем в быстрых IIa,IIx и IIb волокнах.
В регуляции экспрессии генов «медленных» изоформ тяжелыхцепей миозина принимают участие кальцинейрин/NFAT и кальций-кальмодулинкиназный сигнальные пути Показано, что при снижении физической нагрузки вскелетной мышце изменяется уровень оксида азота (NO), что может иметьважные последствия с точки зрения внутриклеточного сигналинга (Shenkman etal., 2015).В сарколемме камбаловидной мышцы крысы после относительно длительнойразгрузки (1 – 3 недели) обнаружено увеличение плотности натриевых токов,которое определяется изменением характера экспрессии α- и β-субъединицнатриевых каналов (Desaphy et al, 2001), а также увеличение экспрессии хлорныхканалов и хлорной проводимости (Pierno et al., 2002; Pierno et al., 2007).Наблюдается также увеличение экспрессии кальциевых каналов L-типа (Kandarian122et al., 1992) и снижение экспрессии АТФ-чувствительных калиевых каналов(Tricarico et al., 2010).Другой интересный клеточный феномен гравитационной разгрузки –накопление ионов кальция в миоплазме (Алтаева, 2011; Ingalls et al., 1999;Shenkman, Nemirovskaya, 2008), что, несомненно, имеет важное сигнальноезначениедляпоследующегоразвертывания«атрофическойпрограммы».Показано, что разные способы, препятствующие накоплению ионов кальция вмиоплазме m.
soleus у вывешенных животных, позволяют предотвратить развитиеряда атрофических процессов: снижение относительного содержания белковсаркомерного цитоскелета (титина и небулина), уменьшение кальциевойчувствительности миофибрилл, увеличение экспрессии быстрых изоформтяжелых цепей миозина (Шенкман, 2016; Shenkman et al., 2004; Shenkman,Nemirovskaya, 2008; Mukhina et al., 2008).Функциональная разгрузка приводит также к снижению величины МППвнесинаптическогорайонасарколеммынадостаточнопозднихсрокахфункциональной разгрузки m. soleus (как правило, семь суток и более) (Кривой идр., 2008; Desaphy et al., 2001; Pierno et al., 2002; Tyapkina et al., 2009).
По рядуданных деполяризация мембраны возникает за счет снижения электрогеннойактивности Na,K-АТФазы (Кривой и др., 2008; Tyapkina et al., 2009). Как ужеотмечалось выше, изоформ-специфичность нарушения функционирования Na,KАТФазы в условиях двигательной дисфункции в основном изучена принарушениях хронического характера.Описанные выше феномены были обнаружены в экспериментах на крысах имышах, у которых двигательная разгрузка относительно быстро приводит кструктурно-функциональным изменениям постуральных мышц. В 2007 г. впервыебыл проведен эксперимент, в рамках которого на борту космического аппарата«Фотон-М3» в течение 12 суток находились монгольские песчанки (Merionesunguiculatus), характеризующиеся повышенной устойчивостью к условиямаридной зоны обитания.
Было установлено, что постуральные мышцы песчанкиоказались более устойчивы к негативному действию невесомости, либо у123животных быстрее формировалась компенсаторная реакция (Липец и др., 2009).Поскольку целый ряд характеристик мышц песчанки после космического полетаопределен не был, представляется важным провести подобные исследования влабораторныхусловияхмоделированиядвигательной(гравитационной)разгрузки.************************Функционирование Na,K-АТФазы на самых начальных этапах двигательнойразгрузки не исследовано, хотя представляет особый интерес с точки зренияпоиска ключевых сигнальных событий, запускающих атрофическую программу.Для изучения этого вопроса нами был применен метод антиортостатическоговывешивания задних конечностей (Morey-Holton et al., 2005).
Опыты проводилина камбаловидной мышце крысы в период от 6 ч до 3 суток (72 ч) разгрузки, тоесть в период, предшествующий выраженным изменениям атрофическогохарактера; мышцы песчанки исследованы в период от 3 до 12 суток разгрузки.В данной главе описаны результаты сравнения ряда параметров: «массамышцы/масса тела», входное сопротивление мышечных волокон, величина МПП,возбудимостьмембраны,сократительныехарактеристики,электрогеннаяактивность Na,K-АТФазы и ее изоформ в m.
soleus крысы и монгольскойпесчанки в таких экспериментах, а также приведены данные о сопутствующейлипидной и структурной перестройке сарколеммы1245.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ5.2.1. Функциональные изменения в m. soleus при двигательной разгрузкеДвигательную(функциональную)разгрузкупроводилиметодомантиортостатического вывешивания задних конечностей (Morey-Holton et al.,2005) (см. подробнее Методику).Параметр «масса мышцы/масса тела».
Для оценки развития атрофическихпроцессов в m. soleus крысы использовали достаточно простой и традиционноприменяемый критерий – соотношение «масса мышцы (мг)/масса тела (г)» (Piernoet al., 2007). В контрольной группе крыс масса тела составила 209.8 ± 6.5 г (40крыс), а масса мышцы 127.3 ± 6.4 мг (40 пар мышц). Масса тела не изменилась завсе время разгрузки в течение 6 – 72 ч. Также не изменялась в начальный период6 – 24 ч масса мышц. Однако через 72 ч разгрузки масса мышцы достоверно (р <р сс с сн т ча ча ча чаКо 6 12 24 720,700,650,600,55**0,500,450,400,350,3012 сча24 сча72 счаср ссс сн т ча ча ча чаКо 6 12 24 720,75р**БчаМассамышцы (мг)0,80нтМассатела (г)6AКо240220200180160140120100806040200Масса мышцы / Масса тела, мг/гМасса тела, (г)Масса мышцы (мг)0.01) уменьшилась до 96.0 ± 5.9 мг (22 пары мышц) (рис.
5.1 А).Рис. 5.1. Влияние двигательной разгрузки m. soleus крысы в течение 6 – 72 чна массу тела и массу мышцы (А) и отношение «масса мышцы/масса тела» (Б).Контроль – 40 крыс, 40 пар мышц; 6 ч – 9 крыс, 18 мышц; 12 ч – 4 крысы, 4мышцы; 24 ч – 8 крыс, 15 мышц; 72 ч – 22 крысы, 22 пары мышц. **p < 0.01 посравнению с контролем.125Наиболее заметно снижение масса m. soleus можно заметить прииспользовании критерия «масса мышцы (мг)/масса тела (г)» (рис. 5.1 Б). Вконтроле это соотношение составило 0.60 ± 0.02, что соответствует литературнымданным (Pierno et al., 2007).
Через 6 ч разгрузки этот параметр не изменился исоставил 0.60 ± 0.01. Через 12 и 24 ч вывешивания наблюдалась лишь тенденция кснижению этого параметра до 0.57 ± 0.02 и 0.59 ± 0.02 соответственно. Однакочерез 72 ч вывешивания это соотношение значительно (р < 0.01) уменьшилось до0.47 ± 0.02 по сравнению с контролем (рис. 5.1 Б). Таким образом, видимыенарушения атрофического характера в m. soleus возникают лишь через 72 чфункциональной разгрузки, вывешивание в течение 6 – 24 ч атрофическихявлений не вызывает.По-видимому, основной причиной снижения относительной массы m. soleusпри вывешивании является уменьшение площади поперечного сечения (диаметра)мышечных волокон, что подтверждается рядом других наблюдений (Pierno et al.,2002; 2007; Desaphy et al., 2005; Liantonio et al,.
2009; Огнева и др., 2010; Tricaricoet al., 2010; Kravtsova et al., 2015 а).В наших исследованиях, кроме крыс, использовали песчанок как модельболее устойчивую к негативному действию невесомости (Липец и др., 2009). Вотличие от экспериментов с использованием крыс, временные периодыфункциональной разгрузки у песчанок составили 3 и 12 суток. У песчанкикритерий «масса мышцы/масса тела» в контроле составил 0.73 ± 0.02 (29 мышц).Через 3 суток вывешивания (в отличие от крысы) это отношение не изменилось(0.73 ± 0.03; 20 мышц), а через 12 суток статистически значимо (p < 0.05)снизилось до 0.66 ± 0.03 (25 мышц) (рис. 5.2).Проведенное исследование показало, что между крысами и песчанкамиимеется существенная разница в динамике развития атрофических процессов в m.soleus ходе функциональной разгрузки, и эти процессы существенно замедлены упесчанки.Масса мышцы (мг)/масса тела (г)1260,8*0,70,6*0,50,4036912Вывешивание, суткиРис.
5.2. Динамика отношения «масса мышцы/масса тела» в ходефункциональной разгрузки m. soleus крысы (светлые кружки) и монгольскойпесчанки (темные кружки). По оси абсцисс – продолжительность вывешивания,сутки; по оси ординат – отношение «масса мышцы/масса тела».*p < 0.05; посравнению с контролем. Количество мышц у крысы (контроль – 40 пар мышц, 6 ч– 18 мышц, 12 ч – 4 мышцы, 24 ч – 15 мышц, 72 ч – 22 пары мышц); у песчанки(контроль – 29 мышц, 3 суток – 20 мышц, 12 суток – 25 мышц).Входное сопротивление мышечных волокон.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
