НАДФН-ОКСИДАЗА И СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗА В КАМБАЛОВИДНОЙ МЫШЦЕ ГРЫЗУНОВ В УСЛОВИЯХ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭФФЕКТОВ ГИПОГРАВИТАЦИИ И КОРРЕКЦИИ ОБМЕНА СФИНГОЛИПИДОВ

Мария Николаевна Шалагина; Владимир Алексеевич Протопопов; Алексей Анатольевич Яковлев; Сергей Владимирович Овечкин; Ирина Георгиевна Брындина

Мария Николаевна Шалагина
- ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия»
Владимир Алексеевич Протопопов
- ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия»
Алексей Анатольевич Яковлев
- ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия»
Сергей Владимирович Овечкин
- ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия»
Ирина Георгиевна Брындина
- ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия»

Ключевые слова: скелетные мышцы, моделированная гипогравитация, церамид, кломипрамин, НАДФН-оксидаза, супероксиддисмутаза

Аннотация

К настоящему времени механизмы дисфункции и атрофии скелетных мышц в условиях гипогравитационной разгрузки окончательно не выяснены. В данной работе, выполненной на самцах мышей и крыс, подвергнутых четырехдневному антиортостатическому вывешиванию (АОВ), исследовали роль церамида в регуляции редокс-системы мышц при функциональной разгрузке. Оценивали следующие показатели: уровень церамида (ВЭТСХ) и ферментов, участвующих в метаболизме сфинголипидов - кислой сфингомиелиназы и серинпальмитоилтрансферазы (ELISA), экспрессию одного из компонентов прооксидантного комплекса - НАДФН-оксидазы (NOX2, иммуногистохимия) и активность супероксиддисмутазы (СОД) как антиоксидантного фактора (колориметрия). В разгруженной m.soleus было обнаружено увеличение количества церамида и кислой сфингомиелиназы, а также повышение экспрессии NOX2. При этом активность СОД достоверно не изменялась. Введение блокатора кислой сфингомиелиназы кломипрамина предотвращало как аккумуляцию церамида, так и усиление NOX2-иммунореактивности в разгруженной мышце. Отмечена также более высокая активность СОД по сравнению с АОВ без введения препарата. Полученные результаты свидетельствуют о сопряженности процессов сфингомиелиназного гидролиза и образования церамида с активацией компонентов редокс-системы мышц в условиях непродолжительной гипогравитационной разгрузки.

Литература

1. Bodine S.C. Disuse-induced muscle wasting // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2013. Vol. 45, № 10. P. 2200-2208.
2. Ferreira L.F., Moylan J.S., Gilliam L.A.A., Smith J.D., Nikolova-Karakashian M., Reid M.B. Sphingomyelinase stimulates oxidant signaling to weaken skeletal muscle and promote fatigue // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2010. Vol. 299, № 3. P. 552-560.
3. Брындина И.Г., Багаутдинов М.Р., Васильева Н.Н., Кривоногова Ю.А., Шалагина М.Н. Церамиды скелетных мышц, печени и легких грызунов при хроническом эмоциональном стрессе и моделированной невесомости // Вест. Урал. мед. акад. науки. 2012. Т.2, № 39. С. 108-109.
4. Брындина И.Г., Шалагина М.Н., Овечкин С.В., Овчинина Н.Г. Сфинголипиды скелетных мышц у мышей C57B1/6 в условиях непродолжительной моделированной гипогравитации // Рос. физиологический журн. им. И.М. Сеченова. 2014. Т. 100, № 11. С. 1280-1286.
5. Salaun E., Gratas-Delamarche A., Derbré F. De novo ceramides synthesis is not involved in skeletal muscle atrophy induced by short-term mechanical unloading // Free Radic. Biol. Med. 2014. Vol.75, Suppl. 1. P. 28.
6. Kwon O.S., Tanner R.E., Barrows K.M., Runtsch M., Symons J.D., Jalili T., Bikman B.T., McClain D.A., O'Connell R.M., Drummond M.J. MyD88 regulates physical inactivity-induced skeletal muscle inflammation, ceramide biosynthesis signaling, and glucose intolerance // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2015. Vol. 309, № 1. P. 11-21.
7. Nikolova-Karakashian M.N., Reid M.B. Sphingolipid metabolism, oxidant signaling, and contractile function of skeletal muscle // Antioxid. Redox Signal. 2011. Vol.15, №1. P. 2501-2517.
8. Ильин Е.А., Новиков В.Е. Стенд для моделирования физиологических эффектов невесомости в лабораторных условиях // Косм. биол. и авиакосм. мед. 1980. Т. 14, № 3. С. 79-80.
9. Morey-Holton E. R., Globus R. K. Hindlimb unloading rodent model: technical aspects // J. Appl. Physiol. 2002. Vol. 92, № 4. P. 367-377.
10. Powers S.K., Kavazis A., McClung J.M. Oxidative stress and disuse muscle atrophy // J. Appl. Physiol. 2007. Vol. 102, № 6. P. 2389-2397.
11. Loehr J.A., Abo-Zahrah R., Pa R., Rodney G.G. Sphingomyelinase promotes oxidant production and skeletal muscle contractile dysfunction through activation of NADPH oxidase // Front. Physiol. 2015 Published online. doi: 10.3389/fphys.2014.00530.
12. Hyde R., Hajduch E., Powell D.J., Taylor P.M., and Hundal H.S. Ceramide down-regulates System A amino acid transport and protein synthesis in rat skeletal muscle cells // FASEB J. 2005. Vol. 19, № 3. P. 461-463.
13. Jackman R.W., Kandarian S.C. The molecular basis of skeletal muscle atrophy // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2004. Vol. 287, № 4. P. 834-843.