Диссертация (1144759), страница 22
Текст из файла (страница 22)
В качестве дополнительногопараметра для оценки атрофических процессов измеряли величину входногосопротивления мышечных волокон (Rвх). Даже незначительное изменениедиаметра мышечного волокна должно приводить к заметному изменению этогопараметра. Значение Rвх m. soleus крысы статистически значимо (p < 0.01)увеличилось от 1.35 ± 0.05 мОм (14 мышц, 373 волокна) в контроле до 2.32 ± 0.05мОм (16 мышц, 395 волокон) через 72 ч вывешивания. Увеличение Rвхразвивалось уже через 24 ч разгрузки (рис. 5.3).У m.
soleus песчанки начальное значение Rвх в контроле составило 1.49 ± 0.05мОм (13 мышц, 337 волокон), что не отличалось от величины этого параметра укрысы. Однако, в отличие от крысы, величина Rвх у песчанки через 3 сутокразгрузки не изменилась, только через 12 суток разгрузки было отмечено127статистически значимое (p < 0.01) увеличение Rвх до 2.82 ± 0.1 мОм (13 мышц,242 волокна) (рис.
5.3).3,0БRвх, мОм2,5******2,01,51,0036912Вывешивание, суткиРис. 5.3. Динамика величины входного сопротивления волокон m. soleusкрысы (светлые кружки) и монгольской песчанки (темные кружки) прифункциональной разгрузке. По оси абсцисс – продолжительность вывешивания,сутки; по оси ординат – входное сопротивление (Rвх), мОм (Б). ** - p < 0.01 посравнению с контролем.Ранее сообщалось об увеличении Rвх волокон m. soleus крысы наотносительно поздних сроках (15 суток) разгрузки (Mounier et al., 1995).
Намивпервые показано увеличение этого показателя уже через 24 ч вывешивания. Прииспользованном нами методе измерения Rвх (см. Методику) регистрируетсяраспределенноесопротивлениевсегомышечноговолокна,восновномопределяемое сопротивлениями поверхностной мембраны и миоплазмы. Влитературе имеются данные только об уменьшении сопротивления мембраныволокон m. soleus после гравитационной разгрузки, либо о повышениипроводимости мембраны для хлора, натрия и отчасти калия, что снижает этосопротивление (Desaphy, et al., 2001; Pierno et al., 2002; Pierno et al., 2007;Liantonio et al., 2009). Поэтому наблюдаемое нами увеличение Rвх отражает,128скорее всего, увеличение сопротивления миоплазмы мышечных волокон врезультате уменьшения их диаметра, отмеченного для m.
soleus крысы уже через72 ч разгрузки (Liantonio et al,. 2009; Огнева и др., 2010). Не исключено, чтоувеличение сопротивления миоплазмы при разгрузке может быть связано сувеличением концентрации пептидных фрагментов, являющихся продуктамикальпаин-зависимогопротеолизабольшихцитоскелетныхбелкови/илиснижением внутриклеточной концентрации ионов.Полученные данные о более медленном изменении значения Rвх мышечныхволокон у песчанки по сравнению с крысой, находятся в соответствии слитературными данными, по которым площадь поперечного сечения волокон m.soleus песчанки меньше изменяется при вывешивании по сравнению с мышцамикрысы (Огнева и др., 2010).Таким образом, и этот параметр показывает, что при вывешиванииатрофические процессы в m.
soleus у песчанки развиваются медленнее посравнению с крысой.Мембранный потенциал покоя. У крыс контрольной группы величинаМПП m. soleus в постсинаптическом районе составила –76.6 ± 0.4 мВ (10 мышц,191 волокон), а во внесинаптическом –73.7 ± 0.4 мВ (10 мышц, 211 волокон) (рис.5.4). Таким образом, в постсинаптическом районе наблюдалась локальнаягиперполяризация мембраны величиной 2.9 ± 0.6 мВ мВ (p < 0.01), чтосогласуется с литературными данными (Nikolsky et al., 1994; Vyskocil et al., 2009).Механизм возникновения локальной гиперполяризации описан в главе 3.Через 6 ч разгрузки наблюдалась деполяризация постсинаптического ивнесинаптического районов сарколеммы: до –70.4 ± 0.4 мВ (14 мышц, 288 мышц)и –70.5 ± 0.3 мВ (14 мышц, 303 волокон) соответственно.
В постсинаптическомрайоне деполяризация оказалась значительнее и составила 6.1 ± 0.6 мВ (p < 0.01).Локальная гиперполяризация мембраны концевой пластинки исчезала. После 12 чразгрузки величина МПП в постсинаптическом районе восстанавливалась доконтрольного значения –75.5 ± 0.5 (10 мышц, 177 волокон), тогда как вовнесинаптическом районе деполяризация по-прежнему сохранялась на уровне –12970.0 ± 0.4 мВ (10 мышц, 164 волокон). Это восстановление МПП впостсинаптическом районе мембраны сохранялось при продлении разгрузки до 24и72ч,тогдакаквнесинаптическаямембранаоставаласьустойчиводеполяризованной (рис.
5.4). Так, через 24 ч вывешивания МПП составил впостсинаптическом районе –76.2 ± 0.4 мВ (12 мышц, 281 волокон), а вовнесинаптическом районе –71.2 ± 0.3 мВ (12 мышц, 269 волокон). Значение МППчерез 72 ч разгрузки составило –76.8 ± 0.5 мВ (8 мышц, 154 волокон) и –71.2 ± 0.6мВ (12 мышц, 126 волокон) в постсинаптическом и внесинаптическом районахсоответственно.трнКо-606сча12сча24сча72сча-62МПП, мВМПП, мВ-64-66-68-70-72** **-74-76**************-78Рис. 5.4.
Влияние 6 – 72 ч функциональной разгрузки на величину МПП в m.soleus крысы в постсинаптическом (белые столбцы) и во внесинаптическом(черные столбцы) районах сарколеммы. ** - p < 0.01 отличие значения МПП всоответствующем районе мембраны по сравнению с контролем.В m. soleus песчанок регистрировали МПП только во внесинаптическомрайоне мембраны. Исходная величина МПП составила –71.7 ± 0.3 мВ (19 мышц,547 волокон), что было сходно с соответствующим значением у крысы.
После 3суток вывешивания величина МПП составила –75.3 ± 0.4 мВ (12 мышц, 369130волокон). Таким образом, в отличие от крысы, наблюдалось развитиегиперполяризации сарколеммы. Через 12 суток разгрузки у песчанок, как и укрыс, отмечена деполяризация сарколеммы до уровня –66.4 ± 0.6 мВ (12 мышц,272 волокна, р < 0.01). Таким образом, и этот показатель у песчанки нарушаетсяна более поздних сроках разгрузки по сравнению с крысой.Возбудимость мембраны мышечных волокон.
Возбудимость мембраныоценивали косвенно по зависимости силы одиночных сокращений от амплитудыприложенного к мышце электрического стимула (см. подробнее Методику). В m.soleus крысы через 24 ч вывешивания отмечена лишь тенденция к смещениювправо кривой этой зависимости, однако через 72 ч этот сдвиг был уже явновыраженным и достоверным (рис. 5.5, врезка).Рис. 5.5.
Зависимость силы одиночных сокращений m. soleus крысы отамплитуды приложенного стимула (прямая стимуляция мышцы). Светлые кружки– контроль (18 мышц); темные кружки – после 24 ч (15 мышц) и треугольники –после 72 ч вывешивания (8 мышц). На вставке показан начальный участок (длянапряжения до 10 мВ) зависимости в увеличенном масштабе.
По оси абсцисс –максимальная сила сокращения в % к первому ответу; по оси ординат –амплитуда стимула в В. * - p < 0.05; ** - p < 0.01 по сравнению с контролем.131У песчанок через 3 и 12 суток вывешивания форма графика зависимостисилы сокращений от амплитуды приложенного стимула статистически значимо неизменялась по сравнению с контрольной кривой, наблюдалась лишь тенденция кеё сдвигу вправо через 12 суток разгрузки (рис.
5.6).Рис. 5.6. Зависимость силы одиночных сокращений m. soleus песчанки отамплитуды приложенного стимула (прямая стимуляция мышцы). Светлые кружки– контроль (11 мышц); темные кружки – после 3 суток (13 мышц) и треугольники– после 12 суток вывешивания (12 мышц). По оси абсцисс – максимальная силасокращения в г; по оси ординат – амплитуда стимула в В.Кривая зависимости силы одиночных сокращений m. soleus крысы отамплитуды приложенного к ней электрического стимула уже через 72 чвывешивания сдвигалась вправо. Это явление может отражать снижениевозбудимости мышечных волокон, что подтверждается и другими данными(Pierno et al., 2007).
В то же время в m. soleus песчанок через 12 суток разгрузкинаблюдалась лишь статистически незначимая тенденция к такому сдвигу.132Снижение возбудимости при разгрузке может быть объяснено повышениемионной проницаемости мембраны (Desaphy et al., 2001; Liantonio et al., 2009;Pierno et al., 2002; 2007), что должно приводить к снижению сопротивлениямембраны, а также другими, пока неизвестными факторами. Однако наиболеевероятной причиной является наблюдаемая нами деполяризация сарколеммы, что,как известно, приводит к инактивации натриевых каналов и снижениювозбудимости клеток.Сократительные характеристики. Параметры одиночных и тетаническихсокращений m. soleus контрольных крыс и песчанок не различались.
У крыс через3 суток разгрузки отмечено статистически значимое (p < 0.01) уменьшениевремени нарастания одиночного сокращения до пика и времени полурасслабленияпо сравнению с контролем на 13% и 21% соответственно. Параметрытетанических сокращений статистически значимо не менялись. У песчанокстатистически значимое (p < 0.01) уменьшение времени полурасслабленияодиночных и тетанических сокращений имело место лишь через 12 сутокразгрузки (таблица 5.1).Наблюдаемое ускорение сокращений, по-видимому, является результатомперестройки сократительного аппарата волокон m. soleus на молекулярномуровне, что характерно для условий гравитационной разгрузки.
Это соответствуетперестройке мышечных волокон по так называемому пути «slow-to-fast»,обусловленной снижением экспрессии тяжелых цепей миозина медленного типа иувеличением экспрессии тяжелых цепей миозина быстрого типа (Шенкман, 2016;Fitts et al., 2000; Desaphy et al., 2001). Ускорение сокращений m. soleus былообнаружено у крыс уже через 3 суток, тогда как у песчанки данный эффектзарегистрирован только через 12 суток разгрузки.Можно отметить также различия в подвижности песчанок и крыс во времявывешивания. Песчанки на протяжении всего срока разгрузки активно двигаютзадними лапами. В первые сутки вывешивания их задние лапы находятся вполусогнутом состоянии и немного отведённые от тела, тем самым, видимо,песчанки стараются стабилизировать своё положение в пространстве.
Напротив,133крысы во время вывешивания движения задними лапами практически несовершают. Даже после 12 суток разгрузки песчанки способны к перемещению потвёрдой поверхности, они опираются на все 4 конечности, в отличие от крыс,которые уже на третьи сутки разгрузки испытывают затруднения в локомоции.Таблица 5.1. Параметры одиночных и тетанических сокращений m. soleusкрысы и песчанки в контрольной группе и после вывешивания в течение 3 и 12суток. * - p < 0.05; ** - p < 0.01 по сравнению с контролем.Одиночные сокращения12сутокКонтроль3 суток12 сутокКрыса4.2±0.2-24.2±1.025.2±2.0-30±126±2**-274±11281±12-58±346±3**-100±1197±9-532±45385±51*-10440±499189192±10298КонтрольПараметрМаксимальная сила, гВремя нарастаниядо пика, мсВремяполурасслабления, мсПлощадьпод кривой, гхмсКоличество мышцМаксимальная сила, гВремя нарастаниядо пика, мсВремяполурасслабления, мсПлощадьпод кривой, гхмсКоличество мышцТетанические сокращения3.9±0.23 суток178Монгольская песчанка3.2±0.23.1±0.2 3.2±0.1 17.7±1.3-17.4±1.614.7±1.133±229±229±1290±10258±15282±759±353±248±2**107±1295±972±4**376±25363±29330±20812167258±517106836±570125297±360**16Таким образом, на основании всех полученных данных можно предположить,что у песчанки перестройка сократительного аппарата мышечных волокон попути «slow-to-fast» начинается на более поздних этапах разгрузки, нежели у крыс.Для утомления мышц использовали прямую тетаническую стимуляциюпачками импульсов с частотой 66 имп/с, длительность каждой пачки составляла0.4 с.
Пачки наносили один раз в секунду для крысы и один раз в 2 секунды дляпесчанки. В ходе такой стимуляции мышцы вывешенных крыс демонстрировали134тенденцию к ускорению развития утомления по сравнению с мышцамиконтрольных животных, которое наблюдалось уже через 24 ч разгрузки (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
