- •СКЕЛЕТНАЯ МЫШЦА В УСЛОВИЯХ МИКРОГРАВИТАЦИИ
- •Скелетная мышца в системе нервных и
- •Мышечные симпатические метаборефлексы
- •Структура и функции скелетных мышц
- •Смена типа иннервации в перинатальный период онтогенеза млекопитающих
- •M.Gastrocnemius lateralis человека, продольный срез, Х 5 000
- •Электромеханическое сопряжение.
- •Контакт рианодиновых и дигидропиридиновых каналов
- •СТРУКТУРА САРКОМЕРА
- •Организация титина в саркомере
- •Цитоскелет мышечного волокна (Lazarides, Capetanaki, 1986).
- •Костамеры в мышечном волокне
- •КОСТАМЕР И ВНЕКЛЕТОЧНЫЙ МАТРИКС
- •САТЕЛЛИТНЫЕ КЛЕТКИ НА ИЗОЛИРОВАННОМ МЫШЕЧНОМ ВОЛОКНЕ
- •Коллагеновые фибриллы в скелетной мышце. Сканирующий электронный микроскоп
- •Изоформы тяжелых цепей миозина
- •Сравнительная характеристика типов мышечных волокон человека
- •ВЫЯВЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЦЕПЕЙ МИОЗИНА НА СЕРИЙНЫХ СРЕЗАХ M. SOLEUS ЧЕЛОВЕКА
- •Серийные срезы: кислото-стабильная АТФаза
- •Режимы сокращений: концентрика, изометрия, эксцентрика
- •Природа мышечного тонуса
- •Тканевые составляющие мышечной жесткости
- •Коротко-диапазонный эластический компонент (Short-range elastic component)
- •Гипотетические механизмы поддержания мышечного тонуса
- •Гипотетические механизмы поддержания мышечного тонуса
- •Механо-зависимая сигнализация в скелетной мышце
- •Характер сократительной активности и
- •ВОЗМОЖНЫЕ ПУСКОВЫЕ СТИМУЛЫ ПРОЦЕССОВ
- •Ca-зависимые пути сигнализации
- •Кальциевая система регуляции миозинового фенотипа
- •Динамика концентрации внутриклеточного Са при разных видах электростимуляции
- •Сигнальный механизм «кальцинейрин/NFAT» в
- •Сигнальный механизм «кальций-кальмодулинкиназа- гистондеацетилаза» в регуляции экспрессии медленных изоформ миозина (Liu et al,
- •Гипотетический сигнальный механизм
- •Инозитол-три-фосфатный путь регуляции базального уровня кальция в волокне и его сигнальное значение (Jaimovich
- •МЕХАНИЗМ АКТИВАЦИИ AMPK
- •Энергосензитивная сигнализация
- •Механизмы действия AMPK
- •Взаимодействие кальций-зависимых и энергозависимых сигнальных систем
- •AMPK активирует MEF-2 через
- •ФУНКЦИИ МИОГЕННОГО
- •Две системы регуляции роста мышц:
- •Афферентный контроль секреции гипофизарного гормона роста (по Grindeland & Edgerton)
- •IGF/соматотропиновая система
- •РЕКРУТИРОВАНИЕ МИОСАТЕЛЛИТОВ ПРИ РАЗВИТИИ РАБОЧЕЙ ГИПЕРТРОФИИ
- •Схема сплайсинга первичного транскрипта гена IGF-1
- •Интенсивность транскрипции вариантов IGF-1 в мышце при электростимуляции и растяжении у кролика (Goldspink,
- •Транскрипционная активность волокон мышцы кролика для MGF при растяжении (метод гибридизации in situ)
- •РЕАЛИЗАЦИЯ СИГНАЛА IGF-1
- •Активаторы и ингибиторы mTOR
- •mTOR путь в системе механо-
- •Механизм активации mTOR пути
- •Мембранные
- •Миостатин-фоллистатиновая система
- •Внеклеточный миостатин
- •Бык – мутант по гену миостатина
- •«БЕРЛИНСКИЙ МЛАДЕНЕЦ» - МУТАЦИЯ МИОСТАТИНОВОГО ГЕНА
- •Клеточная и системная регуляция уровня
- •MAP - киназный путь механотрансдукции
- •Три известные системы протеолиза,
- •Убиквитин-протеосомный путь распада белка
- •NF-kB –зависимый механизм регуляции протеолиза
- •Новый сигнальный механизм, основанный на механосенсорном действии киназного домена титина (по Tskhovrebova, et
- •Сигнальные молекулы Z-диска
- •Гипогравитационный мышечный синдром
- •Станция МИР, 2000 год.
- •Антиортостатическая гипокинезия
- •Модель сухой иммерсии
- •Взятие проб m.soleus методом пункционной биопсии
- •ОСНОВНЫЕ НАЗЕМНЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ
- •Сократительные характеристики мышц in vivo при гравитационной разгрузке
- •Изометрическое сокращение изолированных m. soleus (A) и m. plantaris (B) до и после
- •Сократительные свойства изолированных волокон при гравитационной разгрузке
- •Волокно, привязанное к тензодатчику.
- •Зависимость “кальций-сила” в волокнах m.soleus крыс, совершивших 7-суточный полет на биоспутнике
- •Белковый состав миофибрилл и система электромеханического сопряжения при гравитационной разгрузке
- •Волокна m.soleus крысы при гравитационной разгрузке.
- •Соотношение мышечных волокон, содержащих SERCA I, SERCA II типа, а также SERCA I/II
- •саркомере.
- •Эластичность титиновых филаментов при гравитационной разгрузке. Острые эффекты (Goto et al, 2003)
- •миофиламентов у астронавтов (Riley, Fitts, 2002)
- •Структурные показатели сократительного аппарата мышц при гравитационной разгрузке
- •Изменение объема разгибателей голени и бедра после 120-суточного космического полета на станции “МИР”
- •Волокна m.soleus человека при 60-суточной гипокинезии
- •ЗАМЕЩЕНИЕ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНЬЮ
- •Изоформы коллагена в m. soleus крысы. Пикросириус
- •Основные проявления гипогравитационного мышечного синдрома
- •Физиологические механизмы развития гипогравитационного мышечного синдрома
- •Некоторые биомеханические факторы, опосредующие
- •Гравитационно-зависимые
- •ИЗМЕНЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ ЖЕСТКОСТИ МЫШЦ В 7-СУТОЧНОЙ ИММЕРСИИ И 120-СУТОЧНОЙ АНОГ
- •ИЗМЕНЕНИЯ МЕЖИМПУЛЬСНЫХ ИНТЕРВАЛОВ
- •ЭМГ мышц крысы при однократном вывешивании
- •Вывешивание крыс с односторонней произвольной опорой. Контралатеральная нога лишена опоры.
- •РАЗМЕРЫ ВОЛОКОН M.SOLEUS У КРЫС ПРИ 2-х
- •METHOD OF STIMULATION
- •применением стимулятора опоры
- •ВЛИЯНИЕ ОПОРНОГО СТИМУЛА НА ПРОИЗВОЛЬНУЮ СИЛУ И ЖЕСТКОСТЬ МЫШЦ (Козловская и др., 2003-2004)
- •ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ ПОЗНО-ТОНИЧЕСКИХ МЫШЦ ПРИ МИКРОГРАВИТАЦИИ
- •Площадь поперечного сечения I и IIa типа волокон m.soleus человека
- •Миозиновый фенотип m. soleus человека
- •Максимальное напряжение отдельных скинированных волокон m. soleus человека
- •Кальциевая чувствительность миофибрилл m. soleus человека
- •Кальциевая чувствительность при опорной стимуляции
- •Кальциевая чувствительность при опорной стимуляции
- •Относительное содержание белков саркомерного цитоскелета
- •Потеря актиновых филаментов у астронавтов (Riley, Fitts, 2002)
- •Концентрация ионов кальция в цитоплазме волокон m.soleus мыши при гравитационной разгрузке (Ingalls et
- •Выявление базальной концентрации Ca в мио-плазме
- •Ca-tension relationships in soleus fibers
- •Titin/myosin and nebulin/myosin ratios in unloaded soleus. Effects of Ca-binding agent.
- •КЛЕТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕСТРОЙКИ ВОЛОКОН СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ В УСЛОВИЯХ МИКРОГРАВИТАЦИИ
Взятие проб m.soleus методом пункционной биопсии
ОСНОВНЫЕ НАЗЕМНЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ИЗМЕНЕННОЙ ГРАВИТАЦИИ
Гипокинезия |
Вывешивание |
Центрифуга |
Водная иммерсия |
Антиортостатическая |
Клиностат |
|
гипокинезия |
|||
|
|
|
|
MOTOMIR. LONG DURATION FLIGHTS |
|
|
|
|||||||
|
|
|
(Bachl, Kozlovskaya) |
|
|
|
|
|
||||
Average percent changes (%) in |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
maximal force production in knee |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||||
extensor muscle group(blue bars) and |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
||||||
|
|
|
||||||||||
knee flexor muscle group(red bars) |
-10 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
following various durations of exposure |
-20 |
|
|
|
|
|
|
|||||
to real microgravity. |
|
|
|
-30 |
* |
|
|
|
|
|
||
Data points represent the results of 6 |
|
|
* |
* |
|
* |
||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
cosmonauts (RLF-project). |
|
|
-40 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
-50 |
* |
* |
* |
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
* p<0.001 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
-60 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
month |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
-10 |
|
|
|
|
|
-10 |
|
|
|
|
|
|
-20 |
|
|
|
|
|
-20 |
|
|
|
|
|
|
-30 |
|
|
|
|
|
-30 |
|
|
|
|
|
|
-40 |
|
|
|
|
|
-40 |
|
|
* |
|
* |
|
* |
* |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
* |
|
|
* |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
-50 |
|
|
|
|
|
-50 |
* |
|
|
|
|
* |
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-60 |
|
* |
|
|
-60 |
|
* |
* |
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
month |
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
month |
Сократительные характеристики мышц in vivo при гравитационной разгрузке
Параметры |
Гравитационная разгрузка |
Изометрическая |
Уменьшается |
максимальная сила мышц |
|
in vivo |
|
Изометрическая |
Уменьшается значительно |
максимальная удельная |
|
сила мышц in vivo |
|
Скорость мышц in vivo |
Уменьшается |
|
|
Жесткость мышц |
уменьшается |
Утомляемость мышц in vivo |
увеличивается |
Изометрическое сокращение изолированных m. soleus (A) и m. plantaris (B) до и после гравитационной разгрузки.
(Arutyunyan et al, 1995)
Сократительные свойства изолированных волокон при гравитационной разгрузке
Параметры |
Гравитационная |
|
разгрузка |
|
|
Максимальная |
уменьшается |
изометрическая сила |
|
Максимальная удельная |
Уменьшается |
изометрическая сила |
|
|
|
Максимальная скорость |
увеличивается |
ненагруженного |
|
сокращения |
|
|
|
Волокно, привязанное к тензодатчику.
трансдьюсер
волокно пинцет
кювета с раствором R
Зависимость “кальций-сила” в волокнах m.soleus крыс, совершивших 7-суточный полет на биоспутнике
(Mounier et al, 1991)
контроль
полетная группа
Белковый состав миофибрилл и система электромеханического сопряжения при гравитационной разгрузке
Параметры |
Гравитационная разгрузка |
|
|
Доля волокон, содержащих медленные |
уменьшается |
ТЦ миозина |
|
|
|
Доля волокон, содержащих быстрые |
увеличивается |
ТЦ миозина |
|
|
|
Чувствительность миофибрилл к |
уменьшается |
кальцию |
|
|
|
Активность рианодиновых каналов |
увеличивается (преобладание |
|
быстрых изоформ) |
Активность АТФазы |
увеличивается |
саркоплазматического ретикулума |
|
Волокна m.soleus крысы при гравитационной разгрузке.
Иммуногистохимия тяжелых цепей миозина
II тип |
I тип |
1.Positively stained for MHC type IIa;
2.Positively stained for MHC type I;
3.Positively stained for MHC both I and IIa
К
HS
Микрофотографии Я.Володкович