BioScience Blog – Научный Биологический блог

Опорная разгрузка задних конечностей приводит к целому ряду нервно-мышечных нарушений, среди которых описана реорганизация двигательных единиц, уменьшение периферической афферентации, снижение сократительных свойств и выносливости мышечного аппарата, а также изменение структуры скелетных мышц. В наибольшей степени изменения наблюдаются в камбаловидной мышце, содержащей до 85% медленных волокон. Мышца теряет тонус, жёсткость и упругость, становится мягкой, податливой, рыхлой,усиливается интенсивность синтеза изоформ миозина быстрого типа и снижается экспрессия медленного миозина Целью настоящей работы являлась оценка функциональной активности m. soleus и т. gastrocnemius в условиях моделирующих гравитационную разгрузку.

Исследование проводили 30 лабораторных крысах линии Wistar массой 130-150 г. Опытные условия создавали вывешиванием животных за хвост по методике Могеу-Holton et al. (2002). Через 1, 3, 5, 7, 14 суток воздействия микрогравитации методами стимуляционной миографии оценивали электромиографические характеристики т. soleus и т. gastrocnemius. Для исследования состояния периферической части нервно-мышечного аппарата регистрировали М-ответ и электрический ответ мышцы при ее прямом раздражении. Определяли максимальную амплитуду и порог возникновения потенциалов. Перед снятием показателей животным под общим эфирным наркозом производили спинализацию между 2 и 3 грудными позвонками. Опыт начинали через 2 часа после спинализации. С помощью игольчатых электродов регистрировали электрические ответы мышц, вызванные раздражением седалищного нерва одиночными прямоугольными импульсами длительностью 0,5 мс с частотой 0,5 имп/мин. Контрольной служила группа интактных животных. В условиях моделирования гравитационной разгрузки наблюдали изменения параметров регистрируемых электрических потенциалов m. soleus и m. gastrocnemius.

Амплитуда моторного ответа m. soleus крысы уже на первые сутки опорной разгрузки снижалась примерно вдвое по сравнению со значениями, зарегистрированными у интактных животных. Максимальное снижение амплитуды М-ответа наблюдалось на 7 сутки. К 14 суткам амплитуда моторного ответа начинает восстанавливаться, но не достигает контрольных значений. В изменениях амплитуды мышечного ответа при ее прямой стимуляции наблюдается схожая динамика: максимальное снижение амплитуды происходит к 7 суткам, но снижение постепенное. К 14 суткам амплитуда максимального прямого ответа даже увеличивалась.

Максимальная амплитуда М-ответа m. gastrocnemius на первые сутки увеличивалась, затем уменьшалась, но снижение амплитуды моторного ответа незначительное по сравнению с изменениями, происходящими в т. 8о1еш.Амплитуда прямого мышечного ответа уже с первых суток возрастала и к 7 суткам вывешивания увеличилась в два раза по сравнению с контрольными значениями. К 14 суткам амплитуда начинает восстанавливаться, но не достигает контрольных значений.

Полученные нами результаты показали, что изменениям в условиях моделируемой гравитационной разгрузки более подвержена m. soleus чем т. gastrocnemius. Изменения параметров электрических ответов свидетельствуют об изменении сократительных свойств мышцы. Показано, например, что снижение жесткости мышечных волокон, выделенных из m. soleus крысы после её пребывания в условиях опорной разгрузки сопровождается уменьшением относительного содержания тайтина (цитоскелетного белка поперечно-полосатых мышц позвоночных). Деструкция цитоскелетных белков при имитации действия невесомости может драматически сказаться на сократительной функции мышц.