Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Атрофические изменения в скелетных мышцах могут возникать в связи с отсутствием механической нагрузки в условиях космического полета, а также при длительном постельном режиме, иммобилизации и других ситуациях, приводящих к бездействию мышц. Известно, что развитие атрофии скелетных мышц сопровождаться активацией кислой сфингомиелиназы (ASM) с последующей генерацией церамида (Cer) [1], с одной стороны, и усилением продукции активных форм кислорода, с другой [2]. Среди основных источников АФК в скелетных мышцах особо выделяют НАДФH-оксидазы (Nox), а именно их изоформы Nox2 и Nox4. Предполагается, что активация НАДФH-оксидаз может происходить уже на ранних этапах разгрузки и вносить больший вклад в развитие оксидативного стресса по сравнению с другими источниками АФК. НАДФH-оксидазы могут активироваться при воздействии различных стимулов, включая ответ на увеличение уровня церамида, действие ангиотензина и др. [3]. Однако взаимосвязь и динамика изменений Cer, прооксидантных ферментов, оксидативного стресса на данный момент изучена недостаточно.
Целью работы явилось изучение динамики изменений Cer, ASM, Nox2, Nox4, АФК в m. soleus крыс при 12-часовой и 14-дневной функциональной разгрузке на фоне введения ингибитора ASM амитриптилина.
Эксперименты проведены на крысах Вистар массой 200...250 г (n = 6 в каждой группе). При выполнении опытов руководствовались правилами проведения работ на экспериментальных животных (Приложение к Приказу МЗ РФ № 267 от 19.06.2003). Животных экспериментальных групп подвергали 12-часовому и 14-дневному антиортостатическому вывешиванию (АОВ) по Ильину-Новикову в модификации Morey-Holton. Часть животных на фоне АОВ получала амитриптилин с питьевой водой в концентрации 200 мг/мл. Контролем служили мышцы интактных животных с аналогичным питьевым режимом, не получавших препарат. После окончания экспериментов под общим наркозом извлекали m. soleus и изготавливали серийные срезы с последующим проведением иммунофлуоресцентного исследования (ИФИ) с использованием первичных антител против Cer и ASM, а также набора для определения активных форм кислорода Cellular ROS Assay Kit. Анализ изображений, полученных в ходе микроскопии, проводили с помощью морфометрических программ NIS-elements D и ImageProInsight. Уровень Nox2, Nox4 определяли методом Western blot с помощью соответствующих антител. Статистический анализ проводили при помощи критерия Краскела-Уоллиса и Манна-Уитни в компьютерной программе Statistiсa 6.0. Различия считали достоверными при уровне значимости P < 0,05.
АОВ в течение 12 часов приводило к усилению флуоресценции Cer, ASM и АФК по отношению к контрольной группе. В то же время была отмечена тенденция к приросту флуоресценции Nox2, а уровень Nox4 был сопоставим c контролем. Введение амитриптилина сопровождалось уменьшением Cer как в контрольной группе крыс, так и в группе АОВ, а также ограничивало прирост ROS и ASM, вызванный разгрузкой мышц. При этом достоверных изменений Nox2 и Nox4 не было обнаружено по отношению к группам контроля и АОВ в течении 12 часов.
К 14 дню функциональной разгрузки наблюдалось значительное увеличение уровней Cer, ASM, Nox2, Nox4 и ROS. При этом у крыс, получавших амитриптилин, уровень Cer, ASM, Nox2, Nox4 и ROS был ниже по сравнению с группой, в которой препарат не применялся.
АФК играют важную роль метаболизме скелетных мышц, осуществляя регуляцию физиологических процессов качестве вторичных мессенджеров. Однако увеличение количества АФК приводит к развитию оксидативного стресса — одного из важнейших патологических факторов, сопровождающих процессы мышечной атрофии. Возможность активации НАДФH-оксидаз с повышением генерации АФК посредством усиления сфингомиелиназного гидролиза и образования церамида в мембране клеток была показана ранее [4]. Нами было обнаружено увеличение NOX2 в камбаловидной мышце крыс при четырехдневной гравитационной разгрузке и снижение количества данного протеина на фоне применения блокатора ASM кломипрамина [5]. В настоящем исследовании мы показали, что развитие оксидативного стресса, индуцированного двухнедельной разгрузкой скелетных мышц, может быть ограничено посредством применения другого препарата из группы FIASMA (амитриптилина), по-видимому, в результате ингибирования пути ASM-Cer-NOX-АФК.
Таким образом, функциональная разгрузка на длительных сроках приводит к увеличению уровня ASM, Cer и активных форм кислорода в скелетной мышце. Ингибирование ASM предотвращает аккумуляцию Cer и ROS в мышцах, что может указывать на тесную взаимосвязь сфинголипидных и оксидативных процессов при разгрузке скелетных мышц.
