Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Содержание энергетических субстратов в быстрых и медленных волокнах скелетных мышц млекопитающих в условиях гравитационной разгрузки

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Содержание энергетических субстратов в быстрых и медленных волокнах скелетных мышц млекопитающих в условиях гравитационной разгрузки"



На правах рукописи

ТАВИТОВА Мадина Георгиевна

СОДЕРЖАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СУБСТРАТОВ В БЫСТРЫХ И МЕДЛЕННЫХ ВОЛОКНАХ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В УСЛОВИХ ГРАВИТАЦИОННОЙ РАЗГРУЗКИ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 7 ОКТ 2011

Москва-2011

4858276

Работа выполнена в Государственном научном центре Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

доктор биологических наук, профессор ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Шенкман Борис Стивович

доктор биологических наук, профессор доктор биологических наук, профессор

Виноградова Ольга Леонидовна Волков Николай Иванович

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

Государственное учебно-научное учреждение Факультет фундаментальной медицины им. М.В. Ломоносова

совета Д 002.111.01 в Го ственном научном центре Российской Федерации -Институт медико-биологических проблем Российской академии по адресу: 123007, г. Москва, Хорошевское шоссе, 76А

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Государственном научном центре Российской Федерации -Институте медико-биологических проблем РАН.

Защита состоится

¿1011 года в /О

СО

часов в заседании диссертационного

Ученые секретарь диссертационного совета Доктор биологических наук

М.А. Левинских

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Скелетные мышцы образованы быстрыми и медленными волокнами, которые имеют различную скорость возбуждения, сокращения и утомления [Pette et al, 1990]. Волокна разного типа также отличаются механизмами образования энергии. В медленных волокнах преобладает аэробный путь образования энергии, который обеспечивает выполнение длительной работы на выносливость. В быстрых мышечных волокнах ресинтез АТФ осуществляется за счет анаэробного пути. Быстрые волокна приспособлены к скоростной интенсивной работе относительно небольшой продолжительности. Хорошо известно, что при сократительной активности содержание гликогена и триглицеридов в мышечных волокнах уменьшается, причем гликоген расходуется более интенсивно в быстрых мышечных волокнах [Koopman et al., 2005], а содержание триглицеридов уменьшается только в волокнах медленного типа [Van Luc et al., 2003]. В то же время, влияние гравитационной разгрузки на содержание гликогена и триглицеридов изучено недостаточно, опубликованы лишь единичные работы, направленные на исследование содержания энергетических субстратов в мышечных волокнах быстрого и медленного типов в условиях гравитационной разгрузки. Так, показано увеличение содержания гликогена в камбаловидной мышце крысы после 12 часов антиортостатического вывешивания, несмотря на снижение скорости поступления глюкозы в мышцу [Henriksen et al., 1988]. При изучение влияния 14 суток вывешивания на камбаловидную мышцу крыс, выявлено 2-х кратное увеличение уровня гликогена как в быстрых, так и в медленных одиночных скицированных волоках [Grichko et al., 2000]. Однако по данным Langfort [Langfort . et'al., 1997] после 24 часов и 5 недель антиортостатического вывешивания уровень гликогена в камбаловидной мышце крыс не отличался от контрольных значений. Согласно данным Ильиной-Какуевой Е.И. [Ильина-Какуева и д.р., 1985] содержание гликогена на 21 сутки вывешивания снижается в камбаловидной мышце крыс. Кроме того, показано накопление внутриклеточных триглицеридов в т. vastus medialis крыс после 14-дневного космического полета [Musacchia et al., 1992].

Обобщая имеющиеся данные, полученные в условиях гравитационной разгрузки, следует отметить, что они достаточно разнородны. Содержание гликогена увеличивается, снижается или не меняется. Однако в литературе нет данных о содержании гликогена и триглицеридов в камбаловидной, а тем более в передней большеберцовой мышце при 3-х и 7-ми суточном антиортостатическом вывешивании.

Противоречивость литературных данных наталкивает на мысль, что изменение содержания гликогена и триглицеридов в волокнах мышц-антагонистов крысы могут быть обусловлены разными механизмами. Одним

1

из таких механизмов, возможно, является изменение сократительной активности при антиортостатическом вывешивании. Известно, что в условиях гравитационной разгрузки электромиографическая активность (ЭМГ) постуральной камбаловидной мышцы резко снижается [В1е\уеи е1 а1., 1993; Kawano е1 а1., 2004], тогда как ЭМГ активность мышц передней группы голени увеличивается и остается повышенной в течение нескольких дней, а затем постепенно снижается [Ка\тапо й а1., 2004]. Так, Югановым [Югапов, 1963] показано, что динамика ЭМГ активности флексоров и экстензоров голени крысы в условиях гравитационной разгрузки существенно отличается. По данным АНогс! [А1Гогс1 е1 а1., 1987] ЭМГ активность камбаловидной мышцы крысы резко снижается по сравнению с контролем уже в первые сутки антиортостатического вывешивания, начинает восстанавливаться к третьим суткам и к двухнедельному сроку достигает уровня контроля. При этом ЭМГ активность передней большеберцовой мышцы в условиях разгрузки существенно выше, нежели в контроле, причем уже в первые сутки вывешивания превышает его в несколько раз и остается повышенной вплоть до тридцатых суток вывешивания.

Усиление проприоцептивной импульсации с мышц передней группы голени в условиях гравитационной разгрузки может служить одним из механизмов, участвующих в развитии гипогравитационной атрофии камбаловидной мышцы. Тенотомия мышц передней группы голени позволяет исключить активность мышцы, и как следствие, афферентную импульсацию, и таким образом оценить ее влияние на состояние камбаловидной мышцы, в том числе на содержание энергетических субстратов в волокнах разного типа.

Цель исследования:

Изучить содержание гликогена и триглицеридов и возможные механизмы регуляции энергетического обмена в быстрых и медленных волокнах камбаловидной и передней большеберцовой мышц в условиях гравитационной разгрузки.

Задачи работы:

1. Исследовать содержание гликогена и триглицеридов в быстрых и медленных волокнах камбаловидной и передней большеберцовой мышц крысы на разных сроках антиортостатического вывешивания (3, 7,14 суток).

2. Оценить влияние стимулирования АМПК (аденозин 5-монофосфат-активируемая протеинкиназа) в ходе 14-суточного антиортостатического вывешивания на содержание гликогена и площадь поперечного сечения быстрых и медленных волокон камбаловидной мышцы крысы.

3. Изучить влияние тенотомии мышц передней группы голени на изменение содержания энергетических субстратов и морфологических характеристик быстрых и медленных волокон камбаловидной мышцы крысы в ходе 7-суточного антиортостатического вывешивания.

4. Изучить влияние 12-суточного космического полета на содержание гликогена в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы песчанки.

Научная новизна работы:

• Показано, что в результате 3 и 7-суточного антиортостатического вывешивания содержание гликогена уменьшается в медленных волокнах камбаловидной мышцы крысы и восстанавливается до уровня контроля к 14-м суткам вывешивания.

• Выявлено накопление триглицеридов в быстрых волокнах передней большеберцовой мышцы крысы через 14 суток антиортостатического вывешивания.

• Впервые показано, что стимулирование АМПК в ходе 14-суточного вывешивания позволяет замедлить развитие атрофии и увеличивает содержание гликогена в быстрых волокнах камбаловидной мышцы крысы.

• Показано, что тенотомия мышц передней группы голени позволяет предотвратить потерю гликогена в медленных волокнах камбаловидной мышцы крысы в ходе 7-суточного антиортостатического вывешивания.

• Впервые показано, что содержание гликогела в разных типах волокон камбаловидной мышцы монгольской песчанки после 12-суточного космического полета не меняется.

Научная н практическая значимость

Полученные результаты расширяют представления о характере изменений энергообеспечения камбаловидной и передней большеберцовой мышцы млекопитающих в условиях гравитационной разгрузки и углубляют имеющиеся данные об особенностях обменных процессов в скелетных мышцах. Эти результаты имеют большое практическое значение, поскольку могут служить теоретической основой для разработки новых подходов, направленных на уменьшение негативного влияния невесомости на скелетные мышцы.

Положения, выносимые на защиту

1. Гравитационная разгрузка сопровождается разнонаправленными изменениями содержания энергетических субстратов в мышцах-антагонистах голени крысы.

3

2. Изменение содержания энергетических субстратов в мышцах-антагонистах голени крысы может быть обусловлено типом и окислительным потенциалом мышечных волокон, изменением характера сократительной активности мышц и особенностями регуляции энергообмена в ходе гравитационной разгрузки.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения работы были представлены и обсуждены на 36-й европейской мышечной конференции (Стокгольм, Швеция, 2007); на 29-м и 30-м Международных конгрессах по гравитационной физиологии (Анже, Франция, 2008; Сиань, Китай 2009); Международном симпозиуме «Биологическая подвижность» (Пущино, 2008), на Всероссийская конференция «Научное наследие академика JI.А. Орбели. Структурные и функциональные основы эволюции функций, физиология экстремальных состояний» (Санкт-Петербург, 2008), на 6-ой и 7-ой Конференциях молодых ученых, специалистов и студентов, посвященных дню космонавтики (ИМБП, Москва, 2007-2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале из перечня ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания экспериментов и методик обработки биологического материала, изложения результатов исследования и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 99 страницах печатного текста, включает 23 рисунка, 1 таблицу и список литературы из 133 наименований.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Организация экспериментов

Все процедуры с животными были одобрены Комиссией по биомедицинской этике ГНЦ РФ-ИМБП РАН. Животные содержались в стандартных условиях вивария, получали корм в соответствии с рационом для лабораторных животных и воду ad libitum. Антиортостатическое вывешивание проводили по методу Ильина - Новикова за хвост, таким образом, чтобы задние конечности не касались земли, а передние на него опирались. Тело животных при этом располагалось под углом 45 □ к полу клетки.

3 и 14-суточное антиортостатическое вывешивание крыс

В эксперименте использовали половозрелых самцов крыс Wistar в возрасте 2,5-3 месяцев массой 250-300 г (п=24). Животные содержались в стандартных условиях, получали корм в соответствии с рационом для лабораторных животных и воду ad libitum.

Моделирование гравитационной разгрузки осуществляли путем антиортостатического вывешивания, длительность вывешивания составила 3 и 14 суток. Животные были рандомизированы на 3 группы по 8 крыс в каждой группе: «Контроль» (Con), «3-суточное вывешивание» (3HS), «14-суточное вывешивание» (14HS).

14-суточное вывешивание крысы в сочетании с введением AICAR (5-Aminoimidazolc-4-carboxamide-l-ß-4-ribofuranoside)

В эксперименте использовали половозрелых самцов крыс линии Wistar возрасте 2,5-3 месяцев массой 250-300 г (п=24), которые были разделены на 4 группы по 6 животных в каждой группе.

• 14-суточное вывешивание (14HS) - животные находились в положении антиортостатического вывешивания в течение 14 суток;

• 14-суточное вывешивание + AICAR» (14HS+AICAR) - животные находились в положении антиортостатического вывешивания в течение 14 суток с ежедневным введением AICAR (0,1 мг/на кг веса в первую неделю и 0,5 мг/на кг веса вторую неделю);

• Контроль» (Con) - животные находились в клетках;

• Контроль + AICAR» (Con+AICAR) - животные находились в клетках. AICAR вводился ежедневно в течении 14 суток (0,1 мг/на кг массы в первую неделю и 0,5 мг/на кг массы во вторую неделю);

По окончании эксперимента животные были наркотизированы нембуталом (1% раствор). Под наркозом из левой конечности были выделена камбаловидная мышца, мышечные пробы были заморожены в жидком азоте. Полученные пробы хранили при температуре -80°С.

7-суточное антиортостатнческое вывешивание крыс в сочетании с тенотомией мышц передней группы голени

В эксперименте использовали половозрелых самцов крыс линии Wistar в возрасте 2,0-2,5 месяцев массой 200-250 г (п=24), которые были разделены на 3 группы по 8 животных в каждой группе: «Контроль» (Con), «7-суточное вывешивание» (7HS), «Тенотомия флексоров в сочетании с вывешиванием» (Tenotomized).

За 10 дней до завершения эксперимента животных наркотизировали раствором нембутала. В группе Tenitomized была выполнена двухсторонняя тенотомия мышц передней группы голени - m. tibialis anterior, т. extensor digitorum longus и т. extensor hallicis longus [Шенкман и др., 2005], в группах Con и 7HS был выполнен разрез кожи с последующим ушиванием. На третий день после операции 2 группы животных (7HS и Tenotomized) были переведены в положение антиортостатического вывешивания, продолжительность которого составила 7 суток. По окончании эксперимента животные были вновь наркотизированы нембуталом (1% раствор). Под наркозом из левой конечности были выделены камбаловидная или передняя

большеберцовая мышца, мышечные пробы были заморожены в жидком азоте. Полученные мышечные пробы хранили при температуре -80°С.

Космический эксперимент «ФОТОН-МЗ»

В 2007 году после долгого перерыва были возобновлены исследования на млекопитающих на борту российского биоспутника ФОТОН-МЗ. Для проведения летных экспериментов на монгольских песчанках был создан модуль «КОНТУР» малого объема с автономной системой жизнеобеспечения.

Полетная (опытная) группа животных состояла из 12 самцов монгольских песчанок. Средняя масса животных составила 55 г. Животные были загружены в модуль за 2 суток до старта, после чего была включена система газообеспечения модуля.

Питание на систему видеонаболюдения подавалось одновременно с питанием на осветители. Данные с системы видеонаболюдения считывали после полета. Система освещения и видеонаблюдения (видеоархиватор) работали в полном соответствии с заданной программой. Качество изображения позволяет оценивать поведенческие реакции животных и работу кормушек. Мягкая посадка спускаемого аппарата (СА) в штатном режиме была зафиксирована в 130 километрах от г. Кустанай. СА был вскрыт и из модуля «КОНТУР» была изъята клетка с животными.

Животные были перевезены в ГНЦ РФ - ИМБП РАН в летной клетке в специальном контейнере на самолете и осмотрены. Количество животных после полета - 12 голов. Вес животных после полета-35 г. Проведение наземного (синхронного) эксперимента

Наземный (синхронный) эксперимент проводили в ГНЦ РФ - ИМБП РАН одновременно с экспериментом на биоспутнике. Контрольная группа животных состояла из 11 самцов монгольских песчанок. Средняя масса животных составила 60,1 г.

За 2 суток до начала эксперимента животных разместили в клетке в термокамере макета «КОНТУР» и включили систему газообеспечения. Питание на систему видеонаблюдения подавали одновременно с питанием на осветители. Данные с системы видеонаблюдения считывали после эксперимента. Средняя масса животных после эксперимента составила 55,3 г. Экспериментальные группы:

1. Группа «Полет»: животные в течение 12 суток подвергались воздействию невесомости на борту спутника;

2. Группа «Синхронный контроль»: животные содержалась в аналогичных условиях, но при наличии нормальной гравитационной нагрузки.

Через сутки после приземления проводили взятие камбаловидной мышцы. Животных умерщвляли посредством декапитации.

Методы обработки биоматериала и анализ данных Взятие и хранение экспериментального материала

Забой животных проводился под наркозом (1% раствор нембутала внутрибрюшинно). Крыс забивали передозировкой нембутала (200 мг/кг). Выделяли левую камбаловидную мышцу или переднюю большеберцовую мышцу. Мышцы взвешивали, затем из центральной части вырезали кусочки длиной 0,5 см, кусочки ткани ориентировали поперечно, фиксировали на бумажной подложке с помощью Tissue-Tek® и замораживали в жидком азоте.

Гистохимическое окрашивание на триглицериды с одновременным типированием мышечных волокон

Замороженные срезы мышечной ткани толщиной 10 мкм оттаивали и высушивали в течение 15 мин при комнатной температуре. Срезы фиксировали в 4% параформальдегиде в течение 60 мин при температуре +4D С. Затем срезы промывали в дистиллированной воде 3 раза по 30 секунд. После срезы промывали в PBS 3 раза по 5 минут. Добавляли 0,5% Triton X-100. Промывали трижды PBS. Затем инкубировали в течение 60 минут во влажной камере при температуре + 37ПС с первичными антителами против быстрых или медленных изоформ тяжелых цепей миозина NCL-MHCf и NCL-MHCs (Novocastra, США) (разведение в PBS 1:30 для медленных и 1:40 для быстрых изоформ ТЦМ). Затем срезы промывали в PBS 3 раза по 5 минут. Добавляли антитела козы против иммуноглобулинов мыши, конъюгированные с FITC (Sigma) и инкубировали в течение 60 минут в темноте при комнатной температуре. Вторичные антитела отмывали в PBS 3 раза по 5 минут. Затем добавляли раствор Oil Red О (Sigma, США). Промывали проточной водой в течении 10 мин. Затем срезы заключали в среду, стабилизирующую флуоресцентную метку (Fluoromount-G, Southern Biotech) и просматривали под флуоресцентным микроскопом Leica (рис. 1).

Рис.1 Фрагмент поперечного среза камбаловидной мышцы одновременно окрашен антителами против тяжелых цепей миозина II типа (слева) и реактивом Oil Red О. Гистохимическое окрашивание на гликоген с одновременным типированием мышечных волокон

Замороженные срезы мышечной ткани толщиной 10 мкм оттаивали и высушивали в течение 15 мин при комнатной температуре. Срезы

фиксировали в 4% параформальдегиде в течении 60 мин при температуре +4П С. После срезы промывали в PBS 3 раза по 5 минут. Добавляли 0,1% Triton Х-100 на 5 минут. Промывали трижды PBS. Затем добавляли 1% йодную кислоту на 5 минут. Промывали дистиллированной водой 1 минуту. После этого наносили реактив Шиффа на 15 минут. Промывали проточной водой 10 минут. Затем отмывали PBS 1 раз 5 минут. Затем инкубировали в течение 60 минут во влажной камере при температуре + 37D С с первичными антителами против быстрых или медленных изоформ тяжелых цепей миозина NCL-MHCf и NCL-MHCs (Novocastra, США) (разведение в PBS 1:30 для медленных и 1:40 для быстрых изоформ ТЦМ). Затем срезы промывали в PBS 3 раза по 5 минут. Добавляли антитела козы против иммуноглобулинов мыши, конъюгированные с FITC (Sigma) и инкубировали в течение 60 минут в темноте при комнатной температуре. Вторичные антитела отмывали в PBS 3 раза по 5 минут. Затем срезы заключали в среду, стабилизирующую флуоресцентную метку (Fluoromount-G, Southern Biotech) и просматривали под флуоресцентным микроскопом Leica (рис. 2).

Рис.2 Фрагмент поперечного среза передней большеберцовой мышцы одновременно окрашен антителами против тяжелых цепей миозина I типа (слева) и реактивом Шиффа и йодной кислотой (справа).

Анализ полученных препаратов

Препараты фотографировали при 20-кратном увеличении с использованием флуоресцентного микроскопа фирмы Leica (Германия), снабженного цифровой видеокамерой Leica DC 300F. Все измерения проводили на фотографиях с помощью программного обеспечения Leica.

Для определения содержания триглицеридов один и тот же срез фотографировали сначала под зеленым фильтром (длина волны 515-560 нм), а затем под синим фильтром (длина волны 450^190 нм). Под зеленым фильтром выявляются результаты окраски на триглицериды реактивом Oil Red О (красная флуоресценция разной интенсивности), под синим фильтром - волокна, содержащие тяжелые цепи миозина того или другого типа, характеризуются зеленой флуоресценцией. Наложив оба изображения, получали возможность измерить среднюю интенсивность флуоресценции, свидетельствующую о содержании триглицеридов в волокнах медленного и

быстрого типа. Точно так же, для определения содержания гликогена один и тот же срез фотографировали сначала в видимом свете, а затем под синим фильтром. Наложив изображения, измеряли содержание гликогена в волокнах разного типа по оптической плотности. Значение содержания гликогена выражали в единицах оптической плотности (ед. опт. плот.). Значение содержания триглицеридов выражали в единицах интенсивности флуоресценции (ед. интенс. флуоресц.).

При определении площади поперечного сечения мышечных волокон анализировали не менее 100 MB, при подсчете соотношения быстрых и медленных волокон - не менее 200 MB, при определении содержания триглицеридов и гликогена - не менее 200 MB.

Статистическая обработка полученных данных выполнена на персональном компьютере с использованием программы «Excel 7». Оценку значимости различия средних значений показателя в независимых выборках проводили по t-критерию Стыодента. Различие средних значений показателя в сравниваемых выборках считали значимым при р<0,05. Результаты представлены в виде М ± т.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Антиортостатическое вывешивание крыс продолжительностью 3 и 14 суток

В результате проведенных исследований, было определено, что содержание гликогена в камбаловидной мышце через 3 дня вывешивания достоверно уменьшилось в медленных волокнах (на 27%, р<0,05) и вернулось к контрольным значениям через 14 дней вывешивания (рис. 3).

Con 3HS 14HS

№ МНС I □ MHCII

Рис. 3. Содержание гликогена в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы крысы в группах Con, 3HS и 14HS * - достоверное отличие от Con, р<0,05

МНС I - волокна, экспрессирующие тяжелые цепи миозина I типа МНС II - волокна, экспрессирующие тяжелые цепи миозина II типа

После 3-х суток вывешивания содержание гликогена достоверно уменьшилось в быстрых волокнах передней большеберцовой мышцы и нормализовалось через 14 суток (рис. 4).

Рис. 4. Содержание гликогена в быстрых и медленных волокнах передней большеберцовой мышцы крысы в группах Соп, ЗНБ и 14Н8 * - достоверное отличие от Соп, р<0,05

Выявленное нами снижение содержания гликогена в медленных волокнах камбаловидной мышцы и быстрых волокнах передней большеберцовой мышцы может быть обусловлено развитием резистентности к инсулину на ранних сроках вывешивания [Напс1Ьег£ й а1., 1996; Шгозе й а1.; 2000; Типпэку е1 а1., 1987; О'кееГе е1 а1., 2004а]. Полагают, с одной стороны, что развитие инсулинорезистентности может быть связано с действием глюкокортикоидного гормона кортикостерона, содержание которого в плазме крови крыс увеличивается уже в первые сутки вывешивания [.Газреге е! а1., 1989]. Кортикостерон, возможно, приводит к уменьшению содержания субстрата инсулинового рецептора 1НБ-1 в камбаловидной мышце [ваас! е! а11993; Ою^то й а!., 1993] и препятствует перемещению транспортера глюкозы 01иМ к плазматической мембране р^гшЬчасИв е1 а1., 1997].

С другой имеются данные об увеличении инсулин-зависимого транспорта глюкозы в камбаловидную мышцу крысы по отношению к контролю при вывешивании продолжительностью более 7 суток через сигнальную систему 1Г18-1/Р13-ктазе/Ак1 [0'Keefe е! а1., 2004] и транспортера глюкозы ИиМ. Так, зарубежными авторами показано увеличение содержания С1иМ в камбаловидной мышце на 35% и 107% после 3 и 7 дней вывешивания соответственно [Неппкзеп й а1., 1991; Неппкзеп й а]., 1996]. По данным НеппкБеп [Неппкзеп е1 а1., 1986], активизация транспорта глюкозы и синтеза гликогена отмечается и после 6 суток вывешивания. Это в свою очередь может приводить к восстановлению запасов гликогена. Согласно полученным нами данным, содержание гликогена в исследуемых мышцах возвращается к контрольному уровню на 14 сутки вывешивания.

Итак, нами впервые показано, что в результате 3-суточного вывешивания содержание гликогена в камбаловидной мышце достоверно уменьшается в волокнах медленного типа и восстанавливается до контрольного уровня к 14 суткам вывешивания.

При анализе внутриклеточного содержания энергетических субстратов в мышечных волокнах разного типа оказалось, что в камбаловидной мышце содержание триглицеридов в медленных волокнах через 3 и 14 дней вывешивания практически не изменилось. В то же время, была выявлена тенденция к увеличению содержания триглицеридов в быстрых волокнах через 3 дня вывешивания и снижению через 14 дней (рис. 3).

Con 3HS 14HS

Рис. 5. Содержание триглицеридов в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы крысы в группах Con, 3HS и 14HS

В передней большеберцовой мышце была выявлена тенденция к увеличению триглицеридов в быстрых и медленных волокнах на 3 сутки вывешивания. Достоверное накопление триглицеридов произошло в быстрых волокнах через 14 дней вывешивания (рис.5). Также накопление внутриклеточных триглицеридов было показано в m. vastus medialis крыс после 14-дневного космического полета [Musacchia et al., 1992]. Одной из основных причин накопление триглицеридов в быстрых мышцах в результате гравитационной разгрузки может быть снижение способности к их окислению. Так Baldwin et al. [Baldwin et al., 1993] показали снижение способности к окислению жирных кислот на 37% m. vastus intermedius грызунов после 9 суточного космического полета.

Con 3HS 14HS

Рис. 6, Содержание триглицеридов в быстрых и медленных волокнах передней большеберцовой мышцы крысы в группах Con, 3HS и 14HS * - достоверное отличие от Сол, р<0,05

Таким образом, 14-суточное вывешивание приводит к достоверному увеличению содержания триглицеридов в быстрых волокнах передней большеберцовой мышцы.

Влияние стимулирования АМПК с помощью AICAR на содержание гликогена и площадь поперечного сечения быстрых и медленных волокон камбаловидной мышцы крысы

Известно, что хроническое введение AICAR грызунам приводит к увеличению активности АМПК, которая в свою очередь стимулирует поступление глюкозы в мышцу, таким образом, возможно, оказывая влияние на содержание гликогена в камбаловидной мышце.

В результате 14 суток вывешивания ППС медленных и быстрых мышечных волокон камбаловидной мышцы была достоверно ниже на 47% и 50% соответственно (р<0,05). Стимулирование АМПК позволяет предотвратить снижение ППС при вывешивании. Так, в группе с введением AIKAR фоне 14 суточного вывешивания ППС волокон медленного типа уменьшилась лишь на 16%, а быстрых - на 19% (р<0,05) по сравнению с контрольной группой (рис. 7). Возможно, это объясняется тем, что АМПК ингибирует фактор регуляции транскрипции NF-кВ. NF-kB является одним из участников атрофического процесса в скелетных мышцах, который, как было показано, играет важную роль медиатора цитокина TNFa (tumor necrosis factor а) при кахексии и в воспалительном процессе. TNFa, в свою очередь, запускает апоптоз мышечных клеток и специфический механизм транскрипции, который блокирует индуцированный IGF-1 анаболический процесс [Späte et al., 2004].

Показано, что атрофия, вызванная функциональной разгрузкой, например, у грызунов, обусловлена активацией фактора NF-kB. Семисуточная разгрузка камбаловидной мышцы приводит к повышению ДНК-связывающей активности NF-kB и увеличению уровня белков-репортеров р-50, c-Rel и Вс1-3. В цитозоле повышается уровень р65, хотя его экспрессия остается неизменной [Späte ei al., 2004].

Рис. 7. Площадь поперечного сечения быстрых и медленных волокон камбаловидной мышцы крысы в группах Con, Con+AICAR, 14HS, I4HS+AICAR * - достоверное отличие от Con, р<0,05 $ - достоверное отличие от 14HS, р<0,05

Содержание гликогена после 14 суток вывешивания соответствовало уровню контроля в обоих типах мышечных волокон камбаловидной мышцы крысы. Между тем в группе 14HS+AICAR содержание гликогена достоверно увеличилось на 10% в быстрых волокнах по сравнению с контролем и осталось неизменным в медленных волокнах (рис. 8).

■ Con

S Con+AICAR Q 14HS

□ 14HS+AICAR1

МНС I МНС II

Рис. 8. Содержание гликогена в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы крысы в группах Con, Con+AICAR, 14HS, 14HS+AICAR * - достоверное отличие от Con, р<0,05 $ - достоверное отличие от 14HS, р<0,05

Активация АМПК возможно увеличивает экспрессию Glut-1, Glut-4 [Holmes et al., 2004; Holmes et al., 2002] и транспорт глюкозы в скелетную мышцу.

Таким образом, стимулирование АМПК в ходе 14-суточного вывешивания позволяет предотвратить снижение размеров волокон камбаловидной мышцы и приводит к увеличению содержания гликогена в быстрых волокнах камбаловидной мышцы.

7-суточное антиортостатическое вывешивание крыс в сочетании с тенотомией мышц передней группы голени

7-суточное антиортостатическое вывешивание сопровождалось достоверным уменьшением ППС волокон обоего типа камбаловидной мышцы в среднем на 39% (р<0,05), а тенотомия флексоров не оказала влияния на данный параметр (рис. 9).

Рис. 9. Площадь поперечного сечения быстрых и медленных волокон камбаловидной мышцы крысы в группах Con, 7HS и Tenotomized * - достоверное отличие от Con, р<0,05

Кроме того, было показано, что в результате 7-суточного вывешивания процентное соотношение быстрых и медленных волокон в камбаловидной мышце не изменилось. В группе Tenotomized процентное соотношение быстрых и медленных волокон также соответствовало значениям, полученным в контрольной группе (рис. 10).

120%

. ""7 7™ 7 .....

100% -Г

J_

80% 60% ...'... „ |___ □ МНС II ■ МНС 1

шт _ т Н

i <л

40% V «и

щ

20% ПОЛ В: Щ

Я — т

U /о Con 7HS Tenotomized

Рмс. 10. Процентное соотношение быстрых и медленных волокон в камбаловидной мышце крысы в группах Con, 7HS и Tenotomized

При исследовании влияния тенотомии флексоров на содержание энергетических субстратов в мышечных волокнах камбаловидной мышцы в условиях 7-суточного вывешивания было показано, что содержание триглицеридов в группах 7HS и Tenotomized соответствовало значениям, полученным в контрольной группе (рис. 11).

ú 60 о

Con 7HS Tenotomized

Рис. 11. Содержание триглицеридов в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы крысы в группах Con, 7HS и Tenotomized

Содержание гликогена в камбаловидной мышце через 7 суток вывешивания достоверно снизилось в медленных волокнах на 41% (р<0,05). В быстрых волокнах была отмечена тенденция к снижению содержания гликогена. А тенотомия мышц-антагонистов полностью нивелировала этот эффект в волокнах медленного типа камбаловидной мышцы (рис.12).

I

Рис. 12.Содержание гликогена в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы крысы в группах Con, 7HS и Tenotomized * - достоверное отличие от Con, р<0,05

Согласно литературным данным при антиортостатическом вывешивании крыс ЭМГ передней большеберцовой мышцы существенно возрастает и остается повышенной в течение нескольких дней, а затем постепенно снижается [Kawano et al., 2004]. В то время как электрическая активность камбаловидной мышцы падает до 9% исходного уровня [Alford et al, 1987].

Изменение содержания энергетических субстратов мышечных волокнах в условиях гравитационной разгрузки может быть обусловлено как гормональными изменениями (уровня соматотропного гормона, чувствительности к инсулину и т.п.), так и измененной сократительной активностью. В поддержании сократительной активности участвуют система глубокой кожной чувствительности (восприятие опоры) и проприоцепторы как самих тонических экстензоров, так и их антагонистов - флексоров [Григорьев и соавт, 2004] и супраспинальные влияния. Роль опорной афферентации в поддержании морфологических и функциональных параметров постуральных мышц хорошо изучена. Значительно менее изучена роль проприоцептивной импульсации с мышц передней группы, которая усиливается в условиях гравитационной разгрузки. Тенотомия флексоров позволяет исключить афферентную импульсацию с проприорецепторов основных антагонистов постуральных мышц и таким образом оценить ее влияние на состояние камбаловидную мышцу. Показано, что тенотомия флексоров позволила предотвратить сдвиг миозинового фенотипа в быструю сторону, уменьшение площади поперечного сечения медленных волокон камбаловидной мышцы, а также уменьшение содержания саркомерных белков титита и небулина в ходе 14 суточного вывешивания [Шенкман и др., 2005]

При детальном анализе биоматериала показано, что после 7 суток функциональной разгрузки содержание гликогена достоверно снижается в медленных волокнах, в быстрых - отмечена тенденция к снижению.

В то же время, тенотомия мышц-антагонистов, выполненная с целью блокирования усиления проприоцептивной импульсации с мышц передней группы голени в условиях вывешивания, позволила полностью предотвратить снижение содержания гликогена в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы и даже способствовала накоплению гликогена в волокнах обоего типа, что позволяет сделать вывод о том, что повышенная активность флексоров при вывешивании, возможно, оказывает влияние на энергетический обмен в камбаловидной мышце.

Однако, по полученным нами данным, тенотомия флексоров не оказала влияния на размеры и соотношение быстрых и медленных волокон камбаловидной мышцы.

Таким образом, нами впервые показано, что тенотомия флексоров предотвращает потерю гликогена в медленных и быстрых волокнах камбаловидной мышцы при антиортостатическом вывешивании, что указывает на то, что усиленная проприоцептивная импульсация с мышц передней группы голени, возможно, является одним из механизмов, который, наряду с изменением гормонального фона, участвует в регуляции энергетического обмена в камбаловидной мышце при гравитационной разгрузке.

12-суточный космический полет

В результате эксперимента было выявлено, что 12-суточный космический полет не сопровождался выраженным накоплением или истощением внутриклеточного содержания гликогена в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы песчанок (рис. 13).

0,26 0,25 0,25 0,24 0,24 0,23 0,23 0,22

■ МНС I □ МНС II

Контроль

Полет

Рис. 13. Содержание гликогена (ед. опт. плот.) в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы песчанок в в группах Con и 12F

Следует отметить, что у монгольских песчанок многие структурно-функциональные параметры мышечных волокон камбаловидной мышцы после 12 суток космического полета демонстрировали значительную устойчивость к действию его факторов. Так, относительное содержание титина и небулина не отличалось от контрольной группы. Не было обнаружено существенных отличий от контрольной группы по максимальной силе изолированных волокон, по их кальциевой чувствительности. Также не наблюдалось достоверных отличий в количестве волокон, содержащих миозин «медленного» типа, в полетной и контрольной группах. Однако число волокон, содержащих миозин «быстрого» типа, после полета было достоверно выше на 9%, чем в группе синхронного контроля. При этом 6% волокон в полетной группе содержали оба типа миозинов [Липец E.H. и др., 2009]. Не исключено, что неизвестные нам механизмы, лежащие в основе гипогравитационной устойчивости мышц монгольских песчанок, могли обусловить и отсутствие изменений содержания гликогена в камбаловидной мышце этих животных в условиях космического полета.

Таким образом, впервые показано, что содержание гликогена в быстрых и медленных волокнах монгольских песчанок в результате 12 суточного космического полета не изменилось

ВЫВОДЫ

1. Содержание гликогена снижается в медленных волокнах камбаловидной мышцы на 3 и 7 сутки вывешивания и возвращается к уровню интактного контроля на 14 сутки.

2. Содержание гликогена уменьшается в быстрых волокнах передней большеберцовой мышцы на 3 сутки антиортостатического вывешивания.

3. В быстрых волокнах передней большеберцовой мышцы после 14 суток гравитационной разгрузки происходит накопление триглицеридов.

4. Стимулирование АМПК в ходе 14-суточного вывешивания позволяет замедлить развитие атрофии и увеличивает содержание гликогена в быстрых волокнах камбаловидной мышцы крысы.

5. Тенотомия мышц передней группы голени предотвращает потерю гликогена в медленных волокнах камбаловидной мышцы на фоне 7-суточной гравитационной разгрузки.

6. Динамика изменения содержания энергетических субстратов в быстрых и медленных волокнах мышц-антагонистов голени крысы наряду с сократительной активностью определяется гормональным фоном и внутриклеточной регуляцией, что предполагает разнонаправленность и неоднородность этих изменений на разных сроках гравитационной разгрузки.

7. Содержание гликогена в быстрых и медленных волокон монгольских песчанок после 12-суточного космического полета не изменяется.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Тавитова М.Г. Содержание триглицеридов в быстрых и медленных волокнах мышц-антагонистов у крыс в условиях антиортостатического вывешивания // VI Конференция молодых ученых и специалистов, аспирантов и студентов, посвященная Дню космонавтики. Сборник тезисов. Стр. 56-57. Москва, 2007.

2. Фокина Н.М., Тавитова М.Г., Шенкман Б.С, Клеточные маркеры активности мотонейронов и иннервируемых ими мышц-антагонистов в условиях антиортостатического вывешивания крыс // Нейронаука для медицины и психологии. Третий международный междисциплинарный конгресс. Сборник тезисов. Стр. 249-250. Судак, Крым, Украина, 2007.

3. N.M. Fokina, M.G. Tavitova, B.S. Shenkman. Cellular markers of myofiber activity for ankle flexor and extensor under conditions of rat hindlimb suspension // 28th Annual International Gravitational Physiology Meeting. Abstracts. P. 170. San Antonio, TX, 2007.

4. M.G. Tavitova, N.M. Fokina, B.S. Shenkman. Triglyceride and glycogen content as a cellular marker of muscle fiber activity under conditions of rat hindlimb suspension // XXXVI European Muscle Conference. Abstracts. P.l 11. Stockholm, 2007.

5. N.M. Fokina, M.G. Tavitova, B.S. Shenkman. Cellular marker of myofiber activity for ankle flexor and extensor under conditions of rat hindlimb suspension // J Gravit Physiol 14 (1): 99-100, 2007.

6. Тавитова М.Г. Содержание гликогена и триглицеридов в волокнах мышц-антагонистов крыс в условиях гравитационной разгрузки // VII Конференция молодых ученых, специалистов и студентов, посвященная Дню космонавтики и приуроченная к 45-летию ГНЦ РФ-ИМБП РАН. Сборник тезисов. Стр. 63-64. Москва, 2008.

7. N.M. Fokina, M.G. Tavitova, K.N. Kurilova, B.S. Shenkman. C-fos protein expression and soma size of motoneurons innervating musculus tibialis anterior under conditions of rat hindlimb suspension // Biological motility. Achievements and perspectives. Abstracts. P. 76-77. Puschino, 2008.

8. M. Tavitova, B. Shenkman, N. Fokina. Triglyceride and glycogen content in the fast- and slow-twitch muscle fibers under conditions of rat hindlimb suspension // Life in space for life on earth. Abstracts. P. 136. Angers, France, 2008.

9. Фокина H.M., Тавитова М.Г., Шенкман Б.С. Характеристики мотонейронов и иннервируемых ими мышц-антагонистов крысы в условиях трехсуточного антиортостатического вывешивания // Всероссийская конференция «Научное наследие академика Л.А. Орбели. Структурные и функциональные основы эволюции функций, физиология экстремальных состояний». Сборник тезисов. Стр. 171-172. Санкт-Петербург, 2008.

10.M.G. Tavitova, N.M. Fokina, B.S. Shenkman. Triglyceride and glycogen content in the fast- and slow-twitch muscle fibers under conditions of rat hindlimb suspension. J. Gravit. Physiol., 15(1) 2008 P91-P92 1 l.M.G. Tavitova, N.M. Fokina, B.S. Shenkman. Effect of antagonist muscle inactivation on energy substrate content in soleus fast fast and slow-twitch fibers under conditions of rat hindlimb suspension // 30th Annual International Gravitational Physiology Meeting. Abstracts. P. 114. Xi'an, China, 2009

12.Тавитова М.Г., Фокина H.M., Шенкман Б.С. Содержание энергетических субстратов в волокнах постуральной камбаловидной мышцы и ее антагониста в условиях устранения опоры. Авиакосмическая и экологическая медицина, 2011, Т.45, №1, С.55-59

Подписано в печать:

17.10.2011

Заказ № 6051 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Тавитова, Мадина Георгиевна

03.03.01 - физиология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук Шенкман Б.С.

Москва

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ППС - площадь поперечного сечения

МВ - мышечное волокно

ЭМГ - электромиография

АТФ - аденозинтрифосфат

АМФ - аденозинмонофосфат

АМПК - аденозин 5-монофосфат-активируемая протеинкиназа МНС I - волокна, экспрессирующие тяжелые цепи миозина I типа МНС II - волокна, экспрессирующие тяжелые цепи миозина II типа

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Типы мышечных волокон и окислительный потенциал.

1.2.Содержание гликогена в быстрых и медленных мышечных волокнах при повышенной сократительной активности.

1.3. Содержание триглицеридов в быстрых и медленных мышечных волокнах при повышенной сократительной активности.

1.4 Методы определения триглицеридов.

1.4.1.Химический (ферментативный) способ определения триглицеридов.

1.4.2.ЯМР-спектроскопи я.

1.4.3 .Гистохимическое определение триглицеридов с помощью флуоресцентного микроскопа.

1.5. Содержание гликогена и триглицеридов в скелетных мышцах млекопитающих в условиях космического полета.

1.6. Содержание гликогена и триглицеридов в скелетных мышцах млекопитающих в условиях наземного моделирования действия невесомости.

1.7. Влияние гормонального фона на содержание энергетических субстратов при-функциональной разгрузке:.

1.7.1. Влияние инсулина на содержание гликогена ш транспорт глюкозы в мышцу при гравитационной разгрузке.

1.7.2. Влияние соматотропина на содержание триглицеридов в мышцах при гравитационной разгрузке.

1.8. Изменение активности мышц-антагонистов при гравитационной разгрузке. Возможное влияние на содержание энергетических субстратов.

Глава 2. Материалы и методы исследования.

2.1. Организация, экспериментов.

2.2.1. Антиортостатическое вывешивание крыс продолжительностью 3 и 14 суток.

2.1.2.14-суточное вывешивание крысы в сочетание с введением AICAR.

2.1.3. 7-суточное антиортостатическое вывешивание крыс в сочетании с тенотомией мышц передней группы голени.

2.1.4. Космический эксперимент «ФОТОН-МЗ».

2.2. Методы обработки биоматериала и анализ данных.

2.2.1 Взятие и хранение экспериментального материала.

2.2.2 Гистохимическое окрашивание на триглицериды с одновременным типированием мышечных волокон.

2.2.3 Гистохимическое окрашивание на гликоген с одновременным типированием мышечных волокон.

2.2.4 Анализ полученных препаратов.

Глава 3. Результаты исследования.

3.1. Антиортостатическое вывешивание крыс продолжительностью 3 и 14 суток.

3.2. Влияние стимулирования АМПК с помощью А1САК. на содержание гликогена и площадь поперечного сечения быстрых и медленных волокон камбаловидной мышцы крысы.

3.3. 7-суточное антиортостатическое вывешивание крыс в сочетании с тенотомией мышц передней группы голени.

3.4. 12-суточный космический полет.

Глава 4. Обсуждение результатов.

4.1. Содержание гликогена в разных типах волокон в условиях гравитационной разгрузки.

4.2. Влияние стимулирования АМПК на содержание гликогена и площадь поперечного сечения^ быстрых и медленных волокон камбаловидной мышцы крысы.

4.3. Содержание триглицеридов в разных типах волокон в условиях гравитационной разгрузки.

4.4. Изменение активности мышц-антагонистов при 7-суточной гравитационной разгрузке. Возможное влияние на содержание энергетических субстратов в камбаловидной мышце.

4.5. Содержание гликогена в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы песчанок после 12-суточного космического полета.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Содержание энергетических субстратов в быстрых и медленных волокнах скелетных мышц млекопитающих в условиях гравитационной разгрузки"

Скелетные мышцы образованы быстрыми и медленными волокнами, которые имеют различную скорость возбуждения, сокращения и утомления

Pette et al., 1990]. Волокна разного типа также отличаются механизмами образования энергии. В медленных волокнах преобладает аэробный путь образования энергии, который обеспечивает выполнение длительной работы на выносливость. В быстрых мышечных волокнах ресинтез АТФ осуществляется за счет анаэробного пути. Быстрые волокна приспособлены к скоростной интенсивной работе относительно небольшой продолжительности. Хорошо известно, что при сократительной активности содержание гликогена и триглицеридов в мышечных волокнах уменьшается, причем гликоген расходуется более интенсивно в быстрых мышечных волокнах [Koopman et al., 2005], а содержание триглицеридов уменьшается только в волокнах медленного типа [Van Luc et al., 2003]. В то же время, влияние гравитационной разгрузки на содержание гликогена и триглицеридов изучено недостаточно, опубликованы лишь единичные работы, направленные на исследование содержания энергетических субстратов в мышечных волокнах быстрого и медленного типов в условиях гравитационной разгрузки. Так, показано увеличение содержания гликогена в камбаловидной мышце крысы после 12 часов антиортостатического вывешивания, несмотря на снижение скорости поступления глюкозы в мышцу [Henriksen et al., 1988]. При изучение влияния 14 суток вывешивания на камбаловидную мышцу крыс, выявлено 2-х кратное увеличение уровня гликогена как в быстрых, так и в медленных одиночных скинированных волоках [Grichko et al., 2000]. Однако по данным Langfort J. [Langfort et al., 1997] после 24 часов и 5 недель антиортостатического вывешивания уровень гликогена в камбаловидной мышце крыс не отличался от контрольных значений. Согласно данным Ильиной-Какуевой Е.И. [Ильина-Какуева и д.р., 1985] содержание гликогена на 21 сутки вывешивания снижается в камбаловидной мышце крыс. Кроме того, показано накопление внутриклеточных триглицеридов в m. vastus medialis крыс после 14-дневного космического полета [Musacchia et al., 1992].

Обобщая имеющиеся данные, полученные в условиях гравитационной разгрузки, следует отметить, что они достаточно разнородны. Содержание гликогена увеличивается, снижается или не меняется. Однако в литературе нет данных о содержании гликогена и. триглицеридов в камбаловидной, а тем более в передней болынеберцовой мышце при 3-х и 7-ми суточном антиортостатическом вывешивании.

Противоречивость литературных данных наталкивает на мысль, что изменение содержания гликогена и триглицеридов в волокнах мышцантагонистов крысы могут быть обусловлены разными механизмами. Одним из таких механизмов, возможно, является изменение сократительной активности при антиортостатическом вывешивании. Известно, что в условиях гравитационной разгрузки ЭМГ активность постуральной камбаловидной мышцы резко снижается [Kawano et al., 2004], тогда как

ЭМГ активность мышц передней группы голени увеличивается и остается повышенной в течение нескольких дней, а затем постепенно снижается [Ка\уапо & а1., 2004]. Так, А1Гогё Е.К. [АКогс! е1 а1., 1987] показано, что динамика ЭМГ активности флексоров и экстензоров голени крысы в условиях гравитационной разгрузки существенно отличается. По данным этих авторов ЭМГ активность камбаловидной мышцы крысы резко снижается по сравнению с контролем уже в первые сутки антиортостатического вывешивания, начинает восстанавливаться к третьим суткам и к двухнедельному сроку достигает уровня контроля. При этом ЭМГ активность передней болыдеберцовой мышцы в условиях разгрузки существенно1 выше, нежели в контроле, причем уже в первые сутки вывешивания превышает его в несколько раз и остается повышенной вплоть до тридцатых суток вывешивания.

Усиление проприоцептивной импульсации с мышц передней группы голени в условиях гравитационной разгрузки может служить одним из механизмов, участвующих в развитии гипогравитационной атрофии камбаловидной мышцы. Тенотомия мышц передней группы голени позволяет исключить активность мышцы, и как следствие, афферентную импульсацию, и таким образом оценить ее влияние на состояние камбаловидной мышцы, в том числе на содержание энергетических субстратов в волокнах разного типа.

Цель исследования

Изучить содержание гликогена и триглицеридов и возможные механизмы регуляции энергетического обмена в быстрых и медленных волокнах камбаловидной и передней болыпеберцовой мышц в условиях гравитационной разгрузки.

Задачи

1. Исследовать содержание гликогена и триглицеридов в быстрых и медленных волокнах камбаловидной и передней болыпеберцовой мышц крысы на разных сроках антиортостатического вывешивания (3, 7,14 суток).

2. Оценить влияние стимулирования АМПК в ходе 14-суточного антиортостатического вывешивания на содержание гликогена и площадь поперечного сечения быстрых и медленных волокон камбаловидной мышцы крысы.

3. Изучить влияние тенотомии мышц передней группы голени на изменение содержания энергетических субстратов и морфологических характеристик быстрых и медленных волокон камбаловидной мышцы крысы в ходе 7-суточного антиортостатического вывешивания.

4. Изучить влияние 12-суточного космического полета на содержание гликогена в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы песчанки.

Научная новизна работы

• Показано, что в результате 3 и 7-суточного антиортостатического вывешивания содержание гликогена уменьшается в медленных волокнах камбаловидной мышцы крысы и восстанавливается до уровня контроля к 14-м суткам вывешивания.

• Выявлено накопление триглицеридов в быстрых волокнах передней болыпеберцовой мышцы крысы через 14 суток антиортостатического вывешивания.

• Впервые показано, что стимулирование АМПК в ходе 14-суточного вывешивания позволяет замедлить развитие атрофии и увеличивает содержание гликогена в быстрых волокнах камбаловидной мышцы крысы.

• Показано, что тенотомия мышц передней группы голени позволяет предотвратить потерю гликогена в медленных волокнах камбаловидной мышцы крысы в ходе 7-суточного антиортостатического вывешивания.

• Впервые показано, что содержание гликогена в разных типах волокон камбаловидной мышцы монгольской песчанки после 12-суточного космического полета не меняется.

Научная и практическая значимость

Полученные результаты расширяют представления о характере изменений энергообеспечения камбаловидной и передней болыпеберцовой мышцы млекопитающих в условиях гравитационной разгрузки и углубляют имеющиеся данные об особенностях обменных процессов в скелетных мышцах. Эти результаты имеют большое практическое значение, поскольку могут служить теоретической основой для разработки новых подходов, направленных на уменьшение негативного влияния невесомости на скелетные мышцы.

Положения, выносимые на защиту

1. Гравитационная разгрузка сопровождается разнонаправленными изменениями содержания энергетических субстратов в мышцах-антагонистах голени крысы.

2. Изменение содержания энергетических субстратов в мышцах-антагонистах голени крысы может быть обусловлено типом и окислительным потенциалом мышечных волокон, изменением характера сократительной активности мышц и особенностями регуляции энергообмена в ходе гравитационной разгрузки.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Тавитова, Мадина Георгиевна

выводы

1. Содержание гликогена снижается в медленных волокнах камбаловидной мышцы на 3 и 7 сутки вывешивания и возвращается к уровню интактного контроля на 14 сутки.

2. Содержание гликогена уменьшается в быстрых волокнах передней болыпеберцовой мышцы крысы на 3 сутки антиортостатического вывешивания.

3. В быстрых волокнах передней болыпеберцовой мышцы крысы после 14 суток гравитационной разгрузки происходит накопление триглицеридов.

4. Стимулирование АМПК в ходе 14-суточного вывешивания позволяет замедлить развитие атрофии и увеличивает содержание гликогена в быстрых волокнах камбаловидной мышцы крысы.

5. Тенотомия мышц передней группы голени предотвращает потерю гликогена в медленных волокнах камбаловидной мышцы крысы на фоне 7-суточной гравитационной разгрузки.

6. Динамика изменения содержания энергетических субстратов в быстрых и медленных волокнах мышц-антагонистов голени крысы наряду с сократительной активностью определяется гормональным фоном и внутриклеточной регуляцией, что предполагает разнонаправленность и неоднородность этих изменений на разных сроках гравитационной разгрузки.

7. Содержание гликогена в быстрых и медленных волокнах камбаловидной мышцы монгольских песчанок после 12-суточного космического полета не изменяется.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Тавитова, Мадина Георгиевна, Москва

1. Виноградова O.JL, Кузнецов С.Л., Озолина Е.В., Шенкман Б.С., Жуковская Т.Я. Расход мышечного гликогена при кратковременной работе высокой интенсивности в зависимости от его исходного содержания. // Физиология человека. -1991.Т. 17, №3. С.74-78.

2. Гаевская М.С., Белицкая P.A., Колганова Н.С., Колчина Е.В., Куркина Л.М. Метаболизм ткани смешанных по типу волокон "скелетных мышц у крыс после полета на биоспутнике «КОСМОС-690». Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1979. № 3. С.28-31.

3. Григорьев А.И., Козловская И.Б., Шенкман Б.С. Роль опорной афферентации в организации тонической нервной системы // Росс. Физиол. Ж. 2004. Т. 90, №5. С.508-521

4. Ильин Е.А., Новиков В.Е. Стенд для моделирования физиологических эффектов невесомости в лабораторных экспериментах с крысами. // Космическая биол. и авиакосмическая медицина. -1980. №3. С.79-80

5. Коц Я.М., Виноградова O.JI. Даничева Е.Д. Метаболический эффект кофеина во время мышечной работы в зависимости от углеводных ресурсов организма. // Физиология человека. 1984. Т. 10. №2. С.310

6. Alford Е.К., Roy R.R., Hodgson J.A., and Edgerton V.R. Electromyography of rat soleus, medial gastrocnemius, and tibialis anterior during hindlimb suspension. // Exp Neurol. 1987. V. 96 P.635-649.

7. Andruchov O., Andruchova O., Wang Y., Galler S. Functional differences in type-I fibres from two slow skeletal muscles of rabbit. // Pflugers Arch. -2003. V.446(6). P.752-759.

8. Asmussen E. Muscle metabolism during exercise in man: a historical survey. In: Advances in Experimental Medicine and Biology, edited by Pernow B- and Saltin B. // New York: Plenum. -1971. P.l-12.

9. Bâr A., Pette D. Three fast myosin heavy chains in adult rat skeletal muscle.// FEBS Lett.- 1988. V.235. P.153-155.

10. Baldwin K.M., Herrick R.E. and McCue. S.A. Substrate oxidation capacity in rodent skeletal muscle: effects of exposure to zero gravity. // J. Appl. Physiol. -1993. V. 75. P.2466-2470.

11. Baranski S., Baranska W., Marciniak M., Ilyina-Kakueva E.I. Ultrasonic investigations of the soleus muscle after space flight on the Biosputnik 936. //Aviat Space Environ Med. 1979. V. 50(9). P.930-934.

12. Bergman B.C., Butterfield G.E., Wolfel E.E., Casazza G.A. Lopaschuk G.D., and Brooks G.A. Evaluation of exercise and training on muscle lipidmetabolism. // Am J Physiol Endocrinol Metab. 1999. V.276. P.E106-E117.

13. Bergstrom J., Hultman E., and Saltin B. Muscle glycogen consumption during cross-country skiing (the Vasa ski race). // Int Z Angew PhysiolEinschl Arbeitsphysiol 1973. V.31. P.71-75.

14. Bigbee A.J., Grindeland R.E., Roy R.R., et al. Basal and evoked levels of bioassayable growth hormone are altered by hindlimb unloading.// J Appl Physiol. 2006. V. 100(3). P.1038.

15. Boesch C., Decombaz J., Slotboom J., and Kreis R. Observation of intramyocellular lipids by means of 1H magnetic resonance spectroscopy. // Proc Nutr Soc. 1999. V.58. P.841-850.

16. Boesch C., Slotboom J., Hoppeler H., and Kreis R. In vivo determination of intra-myocellular lipids in human muscle by means of localized 1H-MR-spectroscopy. // Magn Reson Med. 1997. V.37. P.484-493.

17. Booth F.W., Thomason D.B. Molecular and cellular adaptation of muscle in response to exercise: Perspectives of various models. // Physiol Rev. 1991 V.71. P.541-585.

18. Brooke M.H., Kaiser K.K. Three "myosin adenosine triphosphatase systems: the nature of their pH lability and sulfhydryl dependence. // J Histochem Cytochem. 1970. V.18. P.670-672.

19. Capetanaki Y., Bloch R.J., Kouloumenta A., et al., Muscle intermediate filaments and their links to membranes and membranous organelles. // Exp. Cell Res. 2007. V.313 (10). P.2063.

20. Casse A.H., Desplanches D., Mayet-Sornay M.H., Raccurt M., Jegou S., Morel G. Growth hormone receptor expression in atrophying muscle fibers of rats. //Endocrinology. 2003. V.144(8). P.3692-3697.

21. Chi M.M., Choksi . R., Nemeth P., Krasnov I., Ilyina-Kakueva E., Manchester J.K,. Lowry O.H. Effects of microgravity and tail suspension on enzymes of individual soleus and tibialis anterior fibers. // J Appl Physiol. 1992. V.73(2 Suppl). P.66S-73S.

22. Childs T.E., Spangenburg E.E., Vyas D.R., Booth F.W. Temporal alterations in protein signaling cascades during recovery from muscle atrophy. // Am J Physiol Cell Physiol. 2003. V.285(2). P.C391-C398.

23. Costill D.L., Gollnick P.D., Jansson E.D., Saltin B., Stein E.M. Glycogen depletion pattern in human muscle fibres during distance running. // Acta Physiol Scand. 1973. V.89(3). P.374-383

24. Da Silva C.A., Guirro R.R., Polacow M.L., Cancelliero K.M., Durigan J.L. Rat hindlimb joint immobilization with acrylic resin orthoses. // Braz J Med Biol Res. 2006. V.39(7). P.979-985.

25. Desplanches D., Mayet-Sornay M.H., Sempore B., Favier R. Muscle glycogenolysis and exercise following rodent hindlimb suspension.// BAM -1995. V. 5(2). P. 1777-1780.

26. Dubowitz V., Pearse A. A comparative histochemical study of oxidative enzyme and phosphorylase activity in skeletal muscle. // Zellforch Microsk Anat Histochem. 1960. V.2. P.105-117.

27. Engel W.K. The essentiality of histo- and cytochemical studies of skeletal muscle in the investigation of neuromuscular disease. // Neurology. 1962. V.12. P.778-794.

28. Enns D.L., Raastad T., Ugelstad I. et al. Calpain/calpastatin activities and substrate depletion patterns during hindlimb unweighting and reweighting in skeletal muscle. // Eur J Appl Physiol. 2007. V.100(4). P.445-455.

29. Essen B., Jansson E., Henriksson J., Taylor A.W., and Saltin B. Metabolic characteristics of fibre types in human skeletal muscle. // Acta Physiol. Scand. 1975 V.95. P.153-165.

30. Essen B., Hagenfeldt L., and Kaijser L. Utilization of blood-borne and intramuscular substrates during continuous and intermittent exercise in man. // J Physiol. 1977. V.265. P.489-506.

31. Fischbach G.D., Robbins N. Changes in contractile properties of disused soleus muscles. // J Physiol. 1969. V.201(2). P.305-320.

32. Froberg S.O. and Mossfeldt F. Effect of prolonged strenuous exercise on the concentration of triglycerides, phospholipids and glycogen in muscle of man. // Acta Physiol Scand. 1971. V.82. P. 167-171.

33. Fryer L.G., Foufelle F., Barnes K., Baldwin S.A., Woods A., Carling D. Characterization of the role of the AMP-activated protein kinase in the stimulation of glucose transport in skeletal muscle cells. // Biochem J. 2002 V.1363(Pt 1). P.167-174.

34. Giorgino F., Almahfouz A., Goodyear L.J., Smith R.J. Glucocorticoid regulation of insulin receptor and substrate IRS-1 tyrosine phosphorylation in rat skeletal muscle in vivo. // J Clin Invest. 1993. V.91(5). P.2020-2030.

35. Gollnick P.D., Armstrong R.B., Saubert C.W., Piehl K., Saltin B. Enzyme activity and fiber composition in skeletal muscle of untrained and trained men. // J Appl Physiol. 1972. V.3(3). P.312-319.

36. Gollnick P.D., Karlsson J., Piehl K., Saltin B. Selective glycogen depletion in skeletal muscle fibres of man following sustained contractions. // J Physiol. -1974. V.241(l). P.59-67

37. Gollnick P.D., Piehl K., Saltin B. Selective glycogen depletion pattern in human muscle fibres after exercise of varying intensity and at varying pedalling rates. // J Physiol. 1974. V.241(l). P.45-57.

38. Green H.J., Ball-Burnett M.E., Morrissey M.A., Spalding M.J., Hughson R.L., Fraser I.G. Fiber type specific glycogen utilization in rat diaphragm during treadmill exercise. // J Appl Physiol. 1987. V.63(l). P.75-83

39. Grichko V.P., Gettelman G.J., Widrick J.J., Fitts R.H. Substrate and enzyme profile of fast and slow skeletal muscle fibers in rhesus monkeys. // J Appl Physiol. -1999. V.86(l). P.335-340.

40. Grichko V.P., Heywood-Cooksey A., Kidd K.R., Fitts R.H. Substrate profile in rat soleus muscle fibers after hindlimb unloading and fatigue. // J Appl Physiol. 2000. V.88(2). P.473-478.

41. Gunning P., Hardeman E. Multiple mechanisms regulate muscle fiber diversity. // FASEB J. 1991. V.5(15). P3064-3070.

42. Guo Z. Triglyceride content in skeletal muscle: variability and the source. // Anal Biochem. 2001. V.296. P.l-8.

43. Guo Z., Burguera B., and Jensen M.D. Kinetics of intramuscular triglyceride fatty acids in exercising humans. // J Appl Physiol 2000. V.89. P.2057-2064.

44. Handberg A., Megeney L.A., McCullagh K.J., Kayser L., Han X.X., Bonen A. Reciprocal GLUT-1 and GLUT-4 expression and glucose transport in denervated muscles. // Am J Physiol. 1996. V.271(l Pt 1). P.E50-57.

45. Hardie D.G. & Hawley S.A. AMP-activated protein kinase: the energy charge hypothesis revisited. // Bioessays 2001. V.23. P.1112-1119.

46. Hardie D.G., Carling D. & Carlson M. The AMPactivated/SNFl protein kinase subfamily: metabolic sensors of the eukaryotic cell? // Annu Rev Biochem 1998 V.67. P.821-855.

47. Hayashi, T., Hirshman, M.F., Fujii, N., Habinowski, S.A., Witters, L.A. & Goodyear, LJ. Metabolic stress and altered glucose transport: activation of AMP-activated protein kinase as a unifying coupling mechanism. // Diabetes -2000. V.49.P.527-531.

48. Henriksen E.J., Rodnick K.J., Mondon C.E., et al. Effect of denervation or unweighting on Glut-4 protein in rat soleus muscle. // Appl Physio.-1991.V.70. P.2322-2327.

49. Henriksen E.J., Stump C.S., Trinh T.H., Beaty S.D. Role of glucose transport in glycogen supercompensation in re weighted rat skeletal muscle. // J Appl Physiol. 1996. V.80(5). P.1540-1546.

50. Henriksen E.J., Tischler M.E. Time course of the response of carbohydrate metabolism to unloading of the soleus. // Metabolism.- 1988. V.37(3). P.201-208.

51. Henriksen E.J., Tischler M.E. Glucose uptake in rat soleus: effect of acute unloading and subsequent reloading. // J Appl Physiol. 1988 V.64(4). P.1428-1432.

52. Henriksen E.J., Tischler M.E., Johnson D.G. Increased response to insulin of glucose metabolism in the six-day unloaded rat soleus muscle. // Biol Chem. -1986. V.261. P.10707-10712.

53. Hilder T.L., Baer L.A., Fuller P.M., Fuller C.A., Grindeland R.E., Wade C.E., Graves L.M. Insulin-independent pathways mediating glucose uptakein hindlimb-suspended skeletal muscle. // J Appl Physiol. 2005 V.99(6). P.2181-2188.

54. Hirose M., Kaneki M., Sugita H., Yasuhara S., and Martyn J.A. Immobilization depresses insulin signaling in skeletal muscle. // Am J Physiol Endocrinol Metab 2000 V.279. P.E1235-E1241.

55. H0 R.C., Alcazar O., Fujii N., Hirshman M.F., Goodyear L.J. p38gamma МАРК regulation of glucose transporter expression and glucose uptake in L6 myotubes and mouse skeletal muscle. Am J Physiol Regul Integr // Comp Physiol. 2004. V.286(2). P.R342-R349.

56. Holm C., Osterlund T., Laurell H., and Contreras J.A. Molecular mechanisms regulating hormone-sensitive lipase and lipolysis. // Annu Rev Nutr- 2000. V.20. P.365-393.

57. Holmes B. and Dohm G.L. Regulation of Glut-4 gene exspression during exercise. // Med Sci Sports Exerc. 2004.V.36. P.1202-1206.

58. Horowitz J.F., Mora-Rodriguez R., Byerley L.O., Coyle E.F. Lipolytic suppression following carbohydrate ingestion limits fat oxidation during exercise. // Am J Physiol Endocrinol Metab 1997. V.273. P.E768-E775.

59. Jaspers S.R., Henriksen E., Jacob S., Tischler M.E. Metabolism of branched-chain amino acids in leg muscles from tail-cast suspended intact and adrenalectomized rats // Metabolism. 1989. V.38(2). P.109-114.

60. Jerusalem F., Engel A.G., Peterson H.A. Human muscle fiber fine structure morphometric data an controls // Neurology. 1975. V.25(l). P.127-136.

61. Kawano F., Nomura A., Nonaka I. et al. Afferent input-associated reduction of muscle activity in microgravity environment. // Neuroscience. 2002. V.4. P.1133-1138.

62. Koyama K., Chen G., Lee Y., and Unger R.H. Tissue triglycerides, insulin resistance, and insulin production: implications for hyperinsulinemia of obesity. // Am J Physiol Endocrinol Metab.- 1997 V.273. P.E708-E713.

63. Kemp B.E., Mitchelhill K.I., Stapleton D., Michell B.J., Chen, Z.P. & Witters, L.A. Dealing with energydemand: the AMP-activated protein kinase. // Trends Biochem Sei 1999. V.24. P.22-25.

64. Kiens B. and E.A. Richter E.A. Utilization of skeletal muscle triacylglycerol during postexercise recovery in humans. // Am. J. Physiol. 1998. V.275. P.E332-E337.

65. Koistinen H.A., Chibalin A.V., Zierath J.R. Aberrant p38 mitogen-activated protein kinase signalling in skeletal muscle from Type 2 diabetic patients. // Diabetologia. 2003. V.46(10). P.1324-1328.

66. Koopman R., Schaart G., Hesselink M.K.C. Optimisation of oil red O staining permits combination with immunofluorescence and automated quantification of lipids. // Histochem Cell Biol. 2001. V.116. P.63-68.

67. Krieger D.A., Tate C.A., McMillin-Wood J., Booth F.W. Populations of rat skeletal muscle mitochondria after exercise and immobilization. // J. Appl. Physiol. 1980. V.48(l). P.23.

68. Krustrup P., Soderlund K., Mohr M., Bangsbo J. The slow component of oxygen uptake during intense sub-maximal exercise in man is associated with additional fibre recruitment. // Pflugers Arch 2004. V.447. P.855-866

69. Langfort J., Ernicka E., Mayet-Sornay M.H., Dubaniewicz and Desplanches D. Efects of acute and chronic hindlimb suspension on sensitivity abd responsiveness to insulin in rat soleus muscle. // Biochem. Cell Biol. 1997 V.75. P.41-44.

70. Langfort J., Donsmark M., Ploug T., Holm C., and Galbo H. Hormonesensitive lipase in skeletal muscle: regulatory mechanisms. // Acta Physiol Scand. 2003. V.178. P.397-403.

71. Langfort J., Ploug T., Ihlemann J., Enevoldsen L.H., Stallknecht B., Saldo M., Kjaer M., Holm C., and Galbo H. Hormone sensitive lipase (HSL) expression and regulation in skeletal muscle. // Adv Exp Med Biol. 1998. V.441. P.219-228.

72. Langfort J., Ploug T., Ihlemann J., Holm C., and Galbo H. Stimulation of hormone-sensitive lipase activity by contractions in rat skeletal muscle. // Biochem J. 2000. V.351. P.207-214.

73. Langfort J., Ploug T., Ihlemann J., Saldo M., Holm C., and Galbo H. Expression of hormone-sensitive lipase and its regulation by adrenaline in skeletal muscle. // Biochem J. 1999.V.340. P.459-465.

74. Malenfant P., Joanisse D.R., Theriault R., Goodpaster B.H., Kelley D.E., and Simoneau J.A. Fat content in individual muscle fibers of lean andobese subjects. // Int J Obes Relat Metab Disord. 2001. V.25. P.1316-1321.

75. Marsh D.R., Campbell C.B., Spriet L.L. Effect of hindlimb unweighting on anaerobic metabolism in rat skeletal muscle. // J Appl Physiol. 1992 V.72(4). P.1304-1310

76. Marette A., Richardson J.M.,' Ramlal T., Balon T.W., Vranic M., Pessin J.E., Klip A. Abundance, localization, and insulin-induced translocation of glucose transporters in red and white muscle. // Am J Physiol 1992. V.263. P.C443-452.

77. McDonald, K.S., Delp M.D, and R. H. Fitts R. H. Fatigability and blood flow in the rat gastrocnemius-plantaris-soleus after hindlimb suspension. // J. Appl. Physiol. -1992. V.73. P.l135-1140.

78. Merrill, G.F., Kurth, E.J., Hardie, D.G. & Winder, W.W. AICA riboside increases AMP-activated protein kinase, fatty acid oxidation, and glucose uptake in rat muscle. // Am J Physiol 1997. V.273. P.E1107-E1112.

79. Mondon C.E., Rodnick K.J., Dolkas C.B., Azhar S., Reaven G.M. Alterations in glucose and protein metabolism in animals subjected to simulated microgravity. // Adv Space Res. 1992. V.12(2-3). P.169-177

80. Musacchia X.J., Steffen J.M., Fell R.D., et al. Skeletal muscle atrophy in response to 14 days of weightlessness: vastus medialis. // J Appl Physiol. -1992. V.73 (2). P.44S-50S

81. Musi N., Hayashi T., Fujii N., Hirshman M.F., Witters L.A. & Goodyear L.J. AMP-activated protein kinase activity and glucose uptake in rat skeletal muscle. // Am J Physiol 2001a. V.280. P.E677-E684.

82. Musi N., Goodyear L.J; AMP-activated protein kinase and muscle glucose uptake. // Acta Physiol Scand. 2003. V.178(4). P.337-345.

83. Nakatani T., Nakashima T., Kita T., Hirofuji C., Itoh K., Itoh M., Ishihara A. Succinate dehydrogenase activities of fibers in the rat extensor digitorum longus, soleus, and cardiac muscles. // Arch Histol Cytol. 1999. V.62(4): P.393-399.

84. O'keefe M.P., Perez F.R., Kinnick T.R., Tischler M.E., Henriksen E.J. Development of whole-body and skeletal muscle insulin resistance after one day of hindlimb suspension // Metabolism. 2004. V.53(9). P.l 215-1222

85. O'Keefe M.P., Perez F.R., Sloniger J.A,. Tischler M.E., Henriksen E.J. Enhanced insulin action on glucose transport and insulin signaling in 7-day unweighted rat soleus muscle // J; Appl Physiol 2004. V.97. P.63-71

86. Ostrowski K., Hermann C., Bangash A., Schjerling P., Nielsen J.N., P edersen B.K. A trauma-like elevation of plasma cytokines in humans inresponse to treadmill running.// Journal of Physiology- 1998a. V.513. P.889-894.

87. Pedersen B.K., Hoffman-Goetz L. Exercise and the immune system: regulation, integration, and adaptation. // Physiological Reviews 2000. V.80. P.1055-1081.

88. Pette D., Staron R.S. Cellular and molecular diversities of mammalian skeletal muscle fibers. //Rev Physiol Biochem Pharmacol. 1990. V.116. P.l-76.

89. Rasmussen, B.B. & Winder, W.W. Effect of exercise intensity on skeletal muscle malonyl-CoA and acetyl-CoA carboxylase. // J Appl Physiol 1997. V.83. P.1104—1109.

90. Romijn J.A., Coyle E.F., Sidossis L.S., Gastaldelli A., Horowitz J.F., Endert E., Wolfe R.R. Regulation of endogenous fat and carbohydratemetabolism in relation to exercise intensity and duration. I I Am. J. Physiol. -1993. V.265. P.E380 -E391.

91. Saad M.J., Folli F., Kahn J.A., Kahn C.R. Modulation of insulin receptor, insulin receptor substrate-1, and phosphatidylinositol 3-kinase in liver and muscle of dexamethasone-treated rats. // J Clin Invest. 1993 V92(4). P.2065-2072.

92. Schiaffino S., Saggin L., Viel A., Gorza L. Differentiation of fibre types in rat skeletal muscle visualized with monoclonal antimyosin antibodies. //J. Muscle Res. Cell Motil. 1985. V.6. P. 60-61.

93. Schiaffino S., Reggiani C. Molecular diversity of myofibrillar proteins: gene regulation xand functional significance. // Physiol Rev -1996. V.76. P.371-423

94. Schick F., Eismann B., Jung W.I., Bongers H., Bunse M., and Lutz O. Comparison of localized proton NMR signals of skeletal muscle and fat tissue in vivo: two lipid compartments in muscle tissue. // Magn Reson Med 1993. V.29. P.158-167.

95. Schaart G., Hesselink R.P., Keizer H.A., van Kranenburg G., Drost M.R., Hesselink M.K., A modified PAS stain combined with immunofluorescence for quantitative analyses of glycogen in muscle sections. // Histochem Cell Biol. 2004. V.122 (2). P.161-169.

96. Simard C., Lacaille M., Vallieres J. Enzymatic adaptations to suspension hypokinesia in skeletal muscle of young and old rats. // Mech Ageing Dev. 1985. V.33(l). P.l-9.

97. Simoneau J.A., Colberg S.R., Thaete F.L., and Kelley D.E. Skeletal muscle glycolytic and oxidative enzyme capacities are determinants of insulin sensitivity and muscle composition in obese women. // FASEB J -1995. V.9. P.273-278.

98. Späte U., Schulze P.C. Proinflammatory cytokines and skeletal muscle. // Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2004. V.7(3). P.265-269.

99. Starling R.D., Trappe T.A., Parcell A.C., Kerr C.G., Fink W.J., and Costill D.L. Effects of diet on muscle triglyceride and endurance performance. // J Appl Physiol. 1997. V.82. P.1185-1189.

100. Turinsky J. Dynamics of insulin resistance in denervated slow and fastmuscles in vivo. // Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 1987. V.252.1. P.R531-R537.

101. Van Loon L.J. Use of intramuscular triacylglycerol as a substrate source during exercise in humans.// J Appl Physiol. 2004. V.97. P.1170-1187.

102. Watt M.J., Heigenhauser G.J., Dyck D.J., and Spriet L.L. Intramuscular triacylglycerol, glycogen and acetyl group metabolism during 4 h of moderate exercise in man. // J Physiol. 2002. V.541. P.969-978, 2002.

103. Watt M.J., Heigenhauser G.J., and Spriet L.L. Effects of dynamic exercise intensity on the activation of hormone-sensitive lipase in human skeletal muscle. // J Physiol. 2003. V.547. P.301-308.

104. Watt M.J., Stellingwerff T., Heigenhauser G.J., and Spriet L.L. Effects of plasma adrenaline on hormone-sensitive lipase at rest and during moderate exercise in human skeletal muscle. // J Physiol. 2003. V.550. P.325-332I

105. White L.J., Robergs R.A., Sibbitt W.L., Ferguson M.A., McCoy S., and Brooks W.M. Effects of intermittent cycle exercise on intramyocellular lipid use and recovery. // Lipids 2003. V.38. P.9-13.

106. Winder W. W., Hardie D. G. (1999) AMP-activated protein kinase, a metabolic master switch: possible roles in type 2 diabetes. Am. J. Physiol.277(Endocrinol. Metab. 40):E1-E10.

107. Wronski T.J., Morey-Holton E.R., Skeletal response to simulated weightlessness: a comparison of suspension techniques. // Aviat Space Environ Med. 1987. V.58(l). P.63-68

108. Yoshimura A., Toyoda Y., Murakami T., Yoshizato H., Ando Y., Fujitsuka N. Glycogen depletion in intrafusal fibres in rats during short-duration high-intensity treadmill running. // Acta Physiol Scand. 2005 V.185(l). V.41-50.

109. Zajac F.E., Faden J.S. Relationship among recruitment order, axonal conduction velocity, and muscle-unit properties of type-identified motor units in cat plantaris muscle. // J Neurophysiol. 1985. V.53(5). P.1303-1322.