By this author

The effect of mechano-activated channels on passive stiffness and contraction amplitude of slow muscle

Issue number 3 from 17.03.2025

В последнее время высокоспециализированные механоактивируемые (МА) каналы семейства Piezo вызывают повышенный интерес исследователей в связи с их участием в процессах механотрансдукции у млекопитающих. Однако до сих пор ничего не было известно о роли этих каналов в процессах регуляции пассивной жесткости мышцы и мышечного сокращения. Мы предположили, что как пассивная деформация изолированной мышцы, так и вызванное одиночное и тетаническое сокращение мышцы приведут к активации каналов Piezo1, работа которых может способствовать увеличению пассивной жесткости и амплитуды мышечного сокращения. Цель исследования: с помощью Dooku1 – специфического блокатора каналов Piezo1, и хлорида гадолиния – неспецифического блокатора МА каналов, оценить возможный вклад каналов Piezo1 в механический ответ изолированной медленной мышцы на пассивную деформацию и вызванные одиночные и тетанические сокращения. Результаты экспериментов показали, что применение гадолиния на фоне пассивного растяжения привело к значимому снижению показателей пассивного напряжения мышцы. Интересно, что специфическое блокирование МА каналов Piezo1 с помощью Dooku1 не повлияло на данные параметры. В то же время при обработке изолированной мышцы раствором Dooku1 показатели максимальной силы вызванного одиночного и тетанического сокращения снизились на 21 и 25% соответственно. При этом инкубация мышц в растворе Gd³⁺ не привела к существенным изменениям показателей вызванного сокращения. Таким образом, нами показано, что МА каналы, которые могут быть блокированы Gd³⁺, стимулируются пассивным растяжением мышцы и участвуют в регуляции пассивного мышечного напряжения. В то же время МА каналы Piezo1 активируются в процессе мышечного сокращения и участвуют в его регуляции. Можно предположить, что участие МА кальциевых каналов в поддержании мышечной жесткости и в реализации мышечного сокращения может осуществляться путем дополнительной активации миофибриллярных структур ионами кальция, концентрация которых в мышечном волокне увеличивается в результате деятельности этих каналов.

54 0

The Effect of Spontaneous Neuromuscular Activity on the Development of Atrophy of the Functionally Unloaded <i>m. soleus</i>

Issue number 10 from 01.10.2023

Хорошо известно, что бездействие скелетных мышц млекопитающих приводит к прекращению их электрической активности и сопровождается атрофическими изменениями мышечных волокон. Однако неоднократно отмечалось, что начиная с 3-х суток функциональной разгрузки появляется спонтанная ритмическая нервно-мышечная активность, являющаяся результатом снижения экспрессии калий-хлоридного котранспортера KCC-2 в нейронах поясничного отдела спинного мозга. Снижение экспрессии KCC-2 и возникновение автономной электрической активности мышцы в условиях разгрузки может быть предотвращено введением нейролептика прохлорперазина. Таким образом, целью настоящего исследования было оценить структурные и сигнальные эффекты снижения спонтанной активности разгруженной камбаловидной мышцы крыс. Обнаружено, что ежедневное введение крысам прохлорперазина на фоне 7-суточного антиортостатического вывешивания предотвратило снижение содержания основных маркеров биогенеза рибосом (c-Myc, 18S рРНК и 28S рРНК), а также частично предотвратило уменьшение площади поперечного сечения быстрых и медленных мышечных волокон в камбаловидной мышце. Морфофункциональные изменения, вызванные снижением спонтанной активности разгруженной мышцы, сопровождались полным или частичным предотвращением активации экспрессии ключевых маркеров протеолитических систем (MuRF-1, MAFbx/atrogin-1, убиквитин). Таким образом, мы предполагаем, что именно спонтанная нервно-мышечная активность может являться фактором, углубляющим атрофические процессы в течение первой недели функциональной разгрузки.

53 0