Ji-Guo Yu · Christer Malm · Lars-Eric Thornell
Eccentric contractions leading to DOMS do not cause loss of desmin nor fibre necrosis in human muscle
Эксцентрические сокращения вызывающие пост боли не являются причиной потери десмина, не клеточного некроза в мышцах человека.
Мышечные пост боли обычно проявляются в течении 24-48 часов после непривычных или высокоинтенсивных упражнений, уже 100 лет тому назад было высказано предположение, что причиной пост болей являются повреждения в мышце. Главной причиной их являются эксцентрические мышечные действия (бег по наклонной плоскости, опускание веса и т.п.). Такие действия характеризуются высоким напряжением как на мышечные волокна, так и на соединительную ткань по сравнению с концентрическим сокращением.
Мышечные повреждения проявляются в миофибриллярных нарушениях, которые продлевают потерю мышечной силы, понижении в двигательном управлении, изменения в энергетическом уровне и наличие мышечных белков в крови. Повышение мышечных белков как креатин киназа, миоглобин и фрагментов тяжелой цепи миозина в крови вероятнее всего происходит в следствии нарушения целостности клеточной мембраны, которое позволяет распространению миофибриллярных белков в внеклеточное пространство и в последующем в общую циркуляцию. Если белки из мышечного волокна могут попадать в кровь, можно предположить, что и некоторые вещества могут попадать в внеклеточное пространство и поврежденные мышечные волокна. В предыдущих исследованиях мы установили, что фибронектин может попадать из крови в поврежденные мышечные волокна.
Экспериментальные модели мышечных повреждений порождаемые эксцентрическими упражнениями, сообщают типичные черты – деградацию, некроз, воспаление и восстановление мышечных волокон. Больше всего структурных отклонений во время эксцентрических упражнений в рамках модели на кроликах происходит с выборочной потерей десмина. Принято считать, что десмин действует как механический стабилизатор миофибриллярной постоянности и целостности.
Цель этого исследования узнать является ли эксцентрические упражнения сопровождаемые мышечными пост болями причиной утраты десмина и повреждения мембраны мышечных клеток с проникновением фибронектина из крови.
Методы:
Бег по лестнице вниз
16 молодых мужчин – 10 те кто выполняет упражнения, 6 контрольная групп. Они бегали вниз с 10го этажа и потом обратно возвращались на 10 этаж на лифте и так 15 раз. Вся это процедура занимала 40-45 мин. Мышечная болезненность была оценена 2 раза в день в течении 8.5 дней подряд и степень болей оценивалась по 0-10 бальной шкале.
Биопсия была взята из камбаловидной мышцы 1 ч. после упражнений у 4х человек, две другие были взяты поочерёдно из левой и правой ног у других 6ти человек 2-3 и 7-8 дней после тренировки.
Эксцентрическая езда на велосипеде
13 молодых мужчин, выполняли эксцентрическую езду на велосипеде в течении 30 мин. с уровнем работы 250-300 W, что соответствовала максимальному или около максимальному напряжению большинства участников. Мышечные боли были оценены по 10 бальной шкале, а также взята кровь до, сразу после, 6, 24, 4 ч. и 4 и 7 дней после упражнений.
Биопсия взята из vastus lat, 1я, 2я, 4я и 6я была взята из левой ноги и 3я, 5я и 7я из правой ноги. Первая биопсия из каждой ноги была взята из дистальной части и каждая последующая приблизительно 2 см проксимально от предыдущей.
Бег на беговой дорожке под углом вниз
5 мужчин и одна женщина бегали 45 мин на беговой дорожке под углом вниз. Между 42-45 минут частота пульса достигала около 90%. До, 24, 48, 72 часа и 7 дней после упражнений мышечные боли были оценены по 10 бальной шкале
Биопсия взята из левой vas lat 48 ч после тренировки с аналогичной процедурой из эксц езды на велосипеде.
Результаты:
Во всех протоколах были пост тренировочные боли в мышцах и креатин киназная активность значительно повышена в сыворотке крови.
Все биопсии до и после упражнений показали мышечные волокна в упорядоченных фасцикулюсах. В контрольных и большинстве биопсий после упражнений мышечные волокна в поперечных сечениях были плотно уложены и имели многоугольную форму. В некоторых биопсий после упражнений пространство между мыш волокнами было увеличено и МВ были более округлые. Не было следов мышечной дегенерации, гиалиновых волокон или проникновение одноядерных клеток. В сегментах окрашенных анти-плазменым фибронектином было видно сильное окрашивание в капиллярах эндотелиальных клеток и немного слабее было окрашено между МВ. Не было случаев чтобы МВ содержали фибронектин.
Все МВ были окрашены в сегментах обработанных антителами против десмина. При малом увеличении мы обнаружили полосатый узор окрашивания покрывающий все МВ или однородное окрашивание в МВ. Это отличие отражает толщина сегмента и ограниченное разрешение при малом увеличении. В некоторых биопсиях была очевидная разница в степени окрашивания десмина между МВ в том же самом сегменте. Сравнивая эти сегменты с соседними последовательными сегментами окрашенными для миофибриллярной АТФазной активности, было очевидно, что разная степень окрашивания была связана с разным типом МВ. Тип 1 МВ имел в целом меньшую интенсивность окрашивания чем тип 2.
Когда сегменты были исследованы в высоком разрешении окрашивание десмина было сформировано в нерегулярную сеть или сильно окрашенные точки. Таким же образом в продольном сечении при высоком разрешении было много неравномерностей – изменчивость в расстоянии между полосчатостями, фокально увеличенное окрашивание и продольные окрашенные нити.
Обсуждение:
Так как не было выявлено окрашенного фибронектина в МВ, мы делаем вывод, что плазменная мембрана МВ была не проницаемая для фибронектина и не была разрушена в следствии трёх типов эксц упражнений. В предыдущем исследовании на кардиомиоцитах мы показали, что плазменный фибронектин прекрасный маркер для повреждений в клеточной мембране. Нахождение фибронектина внутри кардиомиоцитов показывает, что клетки стали необратимо поврежденными. Также мы ранее показали, что плазменный фибронектин отличный и надёжный маркер для поврежденных МВ после длительного бега так же как в биопсиях различных мыш заболеваний, вызывающие некроз МВ, такие как полимиозит и мышечная дистрофия. В биопсиях взятых после одного дня утомительного марафонского бега (160 км), мы обнаружили 1% из 3.6 МВ содержал плазменный фибронектин. Те же самые МВ не имели окрашивание фосфорилазы, растворимых энзимов, не было плазменных мембран, было проникновение макрофагов и таким образом происходил некротический процесс.
Отсутствие окрашенного фибронектина внутри МВ ясно показывает, что величина нарушения мембраны, которая приводит к дегенерации МВ не является признаком мышц человека с мышечной болезненностью.
Однако было перетикание КрК в кровь и миофибриллы и десмин цитосклета был изменён.
В десмине цитоскелета мы обнаружили неравномерности в размещении поперечной исчерченности, появление продольных нитей и изменчивость интенсивности в уровне окрашивания. Это согласуется с нашей предыдущей публикацией, но с отчётливыми отличиями в форме десмина при эксц мышечном повреждении у кроликов. В этом исследовании мы подробно изучали какому воздействию подвергается цитоскелет в течении эксц упражнений и предварительные результаты показывают, что видимые изменения в десмине цитосклета происходят в следствии повышенного синтеза десмина и перестройки миофибрилл скорее чем дегенерации.
Основываясь на полученных данных мы полагаем, что предложенная последовательность событий, которая приводит к мышечному повреждению в модели на кроликах не применима к патогенезу мышечной боли в мышцах человека.
Вход
Регистрация
Наверх
