Влияние активности Na+, K+-ATP-азы и дигидропиридиновых рецепторов на содержание Ca2+ и сократительные свойства M. soleus крыс при трехдневной функциональной разгрузке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

При гипокинезии наблюдается атрофия мышц и снижение силы, причем снижение силы может происходить на самых ранних этапах функциональной разгрузки. Для исследования связи между кальций-зависимыми процессами в волокне и изменением сократительных свойств m. soleus был использован 3-суточный срок разгрузки самцов крыс Wistar, которым вводили нифедипин – блокатор дигидропиридиновых рецепторов (DHPR), или уабаин – сердечный гликозид, который связывается с α-субъединицей Na+,K+-ATP-азы. В двух сериях экспериментов использовали по 3 группы крыс (по 16 особей в каждой группе): контроль (С), вывешивание (3HS), вывешивание + нифедипин (3HS+N) или вывешивание + уабаин (3HS+Ou). Обнаружили, что при функциональной разгрузке происходит снижение массы m. soleus во всех вывешенных (3HS, 3HS+N, 3HS+Ou) группах (p < 0.05). Также при 3-суточном вывешивании без препаратов уменьшается площадь поперечного сечения (ППС) быстрых и медленных мышечных волокон (МВ), увеличивается уровень Са2+ в миоплазме МВ, снижается максимальная сила одиночного и тетанического сокращения m. soleus относительно контроля (p < 0.05). Трехсуточное ингибирование DHPR при функциональной разгрузке предотвращало снижение ППС, падение силы, увеличение уровня Са2+ в миоплазме МВ и снижение максимальной силы одиночного и тетанического сокращения m. soleus. При введении уабаина наблюдалось увеличение ППС, уменьшение уровня Са2+ в миоплазме, тогда как удельная (соотнесенная с физиологическим поперечным сечением мышцы) максимальная сила одиночного и тетанического сокращения m. soleus у животных снижалась недостоверно по сравнению с группой без препаратов (3HS), однако уабаин значимо повлиял на пассивные механические свойства m. soleus: максимальная пиковая сила и максимальная сила в конце теста на растяжение в мышцах с введением препарата не отличалась от группы интактного контроля. Таким образом, применение уабаина и нифедипина приводит к предотвращению накопления миоплазматического кальция на фоне функциональной разгрузки, что сопровождается сохранением удельной жесткости и силы мышцы, замедлением снижения площади поперечного сечения МВ и предотвращением изменения процентного соотношения МВ в сторону волокон быстрого типа.

Об авторах

Т. Л. Немировская

Институт медико-биологических проблем РАН

Email: Nemirovskaya@bk.ru
Москва, 123007 Россия

К. А. Шарло

Институт медико-биологических проблем РАН

Email: Nemirovskaya@bk.ru
Москва, 123007 Россия

С. А. Тыганов

Институт медико-биологических проблем РАН

Email: Nemirovskaya@bk.ru
Москва, 123007 Россия

Д. А. Сидоренко

Институт медико-биологических проблем РАН

Email: Nemirovskaya@bk.ru
Москва, 123007 Россия

Р. О. Боков

Институт медико-биологических проблем РАН

Email: Nemirovskaya@bk.ru
Москва, 123007 Россия

К. А. Зарипова

Институт медико-биологических проблем РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: Nemirovskaya@bk.ru
Москва, 123007 Россия

Список литературы

  1. Marusic U., Narici M., Simunic B., Pisot R., Ritzmann R. 2021. Nonuniform loss of muscle strength and atrophy during bed rest: a systematic review. J. Appl. Physiol. (1985). 131 (1), 194–206. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00363.2020
  2. Baldwin K.M., Haddad F. 2002. Skeletal muscle plasticity: Сellular and molecular responses to altered physical activity paradigms. Am. J. Phys. Med. Rehabil. 81, 40–51. https://doi.org/10.1097/01.PHM.0000029723.36419.0D
  3. Shenkman B.S. 2020. How postural muscle senses disuse? Early signs and signals. Int. J. Mol. Sci. 21 (14), 5037. https://doi.org/10.3390/ijms21145037
  4. Ingalls C.P., Warren G.L., Armstrong R.B. 1999. Intracellular Ca2+ transients in mouse soleus muscle after hindlimb unloading and reloading. J. Appl. Physiol. 87 (1), 386–390. https://doi.org/10.1152/jappl.1999.87.1.386
  5. Zaripova K.A., Kalashnikova E.P., Belova S.P., Kostrominova T.Y., Shenkman B.S., Nemirovskaya T.L. 2021. Role of pannexin 1 ATP-permeable channels in the regulation of signaling pathways during skeletal muscle unloading. Int. J. Mol. Sci. 22 (19), 10444. https://doi.org/10.3390/ijms221910444
  6. Kravtsova V.V., Matchkov V.V., Bouzinova E.V., Vasiliev A.N., Razgovorova I.A., Heiny J.A., Krivoi I.I. 2015. Isoform-specific Na,K-ATPase alterations precede disuse-induced atrophy of rat soleus muscle. Biomed Res Int. 2015, 720172. https://doi.org/10.1155/2015/720172
  7. Kravtsova V.V., Petrov A.M., Matchkov V.V., Bouzinova E.V., Vasiliev A.N., Benziane B, Zefirov A.L., Chibalin A.V., Heiny J.A., Krivoi I.I. 2016. Distinct alpha2 Na,K-ATPase membrane pools are differently involved in early skeletal muscle remodeling during disuse. J. Gen. Physiol. 147 (2), 175–188. https://doi.org/10.1085/jgp.201511494
  8. Kravtsova V.V., Bouzinova E.V., Matchkov V.V., Krivoi I.I. 2020. Skeletal muscle Na,K-ATPase as a target for circulating ouabain. Int. J. Mol. Sci. 21 (8), 2875. https://doi.org/10.3390/ijms21082875
  9. Morey-Holton E.R., Globus R.K. 2002. Hindlimb unloading rodent model: Technical aspects. J. Appl. Physiol. 92 (4), 1367–1377. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00969.2001
  10. Sharlo K., Lvova I., Turtikova O., Tyganov S., Kalashnikov V., Shenkman B. 2022. Plantar stimulation prevents the decrease in fatigue resistance in rat soleus muscle under one week of hindlimb suspension. Arch Biochem Biophys. 718, 109150. https://doi.org/10.1016/j.abb.2022.109150
  11. Belova S.P., Lomonosova Y.N., Shenkman B.S., Nemirovskaya T.L. 2015. The blockade of dihydropyridine channels prevents an increase in mu-calpain level under m. soleus unloading. Dokl. Biochem. Biophys. 460, 1–3. https://doi.org/10.1134/S1607672915010019
  12. Nicogossian A.E., Williams R., Huntoon C.L., Doarn C.R., Poll J.D., Schneider V.S. 2016. Space physiology and medicine: From evidence to practice. Eds. A.E. Nicogossian, R.S. Williams, C.L. Huntoon et al. New York: Springer. 509 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-6652-3
  13. Глашев М.М., Разговорова И.А., Михайлова Е. В., Кравцова В.В., Кривой И.И. 2011. Электрофизиологические и сократительные характеристики m. soleus крысы и монгольской песчанки при функциональной разгрузке. Вестник СПбГУ. 4, 73–83.
  14. Melnikov I.Y., Tyganov S.A., Sharlo K.A., Ulanova A.D., Vikhlyantsev I.M., Mirzoev T.M., Shenkman B.S. 2022. Calpain-dependent degradation of cytoskeletal proteins as a key mechanism for a reduction in intrinsic passive stiffness of unloaded rat postural muscle. Pflugers Arch. 474 (11), 1171–1183. https://doi.org/10.1007/s00424-022-02740-5

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».