Молекулярные механизмы регуляции синтеза белка при мышечной атрофии: моделируемая гравитационная разгрузка и хроническая алкогольная миопатия

• Автор: Лысенко, Евгений Алексеевич
• Шифр специальности: 03.03.01, 03.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений Введение

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Роль инсулиноподобного ростового фактора 1 в поддержании мышечной массы

1.2 Сигнальный путь шТог

1.3 ВазЕЛК сигнальный путь в регуляции трансляции

1.4 Регуляция трансляции

1.5 Функциональная разгрузка скелетных мышц

1.5.1 Адаптация скелетных мышц к условиям микрогравитации во время космического полета

1.5.2 Моделирование эффектов микрогравитации

1.6 Алкогольная миопатия

2. ОГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Использованные в работе экспериментальные методы и подходы
2.1.1 Объект исследований
2.1.2 Антиортостатическое вывешивание различной продолжительности
2.1.3 Пассивное растяжение камбаловидной мышцы на фоне антиортостатического вывешивания. Применение специфического ингибитора тТО системы рапамицина
2.1.4 Потребление Ьаргинина на фоне антиортостатического вывешивания
2.1.5. Хроническая алкогольная миопатия
2.1.6 Хроническая алкоголизация животных
2.2 Методики обработки биоматериала и анализа данных
2.2.1 Определение концентрации инсулиноподобного фатора роста в
сыворотке крови
2. Определение содержания белка в мышечной ткани
2.2.3 Определение сухого веса мышцы
2.2.4 Определение площади поперечного сечения волокон . с преобладанием быстрых или медленных изоформ
тяжелых цепей миозина
2.2.5 в реальном времени
2.2.6 Вестерн блот
2.2.7 Статистическая обработка данных
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Выявление механизмов снижения скорости синтеза белка во время антиортостатического вывешивания различной продолжительности
3.2 Пассивное растяжение камбаловидной мышцы на фоне антиортостатического вывешивания. Применение специфического ингибитора системы рапамицина
3.3 Потребление аргинина на фоне антиортостатического вывешивания
3.4 Исследование механизмов развития атрофии мышц у людей, длительное время потреблявших алкоголь
3.5 Хроническая алкоголизация животных
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Выявление механизмов снижения скорости синтеза белка во время антиортостатического вывешивания различной продолжительности
4.2 Пассивное растяжение камбаловидной мышцы на фоне антиортостатического вывешивания. Применение специфического ингибитора системы рапамицина
4.3 Потребление Ьаргинина на фоне антиортостатического вывешивания
4.4 Исследование механизмов развития атрофии мышц у людей, длительное время потреблявших алкоголь
4.5 Хроническая алкоголизация животных
4.6 Сравнение механизмов возникновения атрофических изменений в мышцах при функциональной разгрузке и хронической алкогольной миоиатии
Выводы
Список литературы


В отличие от функциональной разгрузки при алкогольной лшопатии нарушения развиваются в волокнах, экспрессирующих тяжелые цепи миозина II типа. Причем во время алкогольной интоксикации в первую очередь уменьшается скорость синтеза белка, тогда как скорость распада белка остается неизменной 4. Было в частности показано, что причиной уменьшения скорости синтеза белка как при острой алкогольной интоксикации, так и при хроническом потреблении спирта является снижение эффективности инициации трансляции, тогда как скорость элонгации трансляции уменьшается только после сравнительно более длительного периода потребления этанола 4 0. Тем не менее, не проводился анализ состояния систем регуляции синтеза белка при хронической алкогольной миопатии в мышцах человека. А учитывая то факт, что у людей встречаются гораздо более экстремальные случаи развития алкогольной миопатии, исследование процессов регуляции синтеза белка у таких пациентов может позволить выявить ранее не известные проявления заболевания. Восстановление нормальных функциональных возможностей скелетных мышц у пациентов с проявлениями хронической алкогольной миопатии занимает от 3 месяцев до года 9 8. Понимание механизмов развития и течения заболевания могло бы способствовать разработке методов, ускоряющих восстановление функциональных возможностей организма. Цель работы состояла в анализе молекулярных механизмов регуляции синтеза белка при мышечной атрофии, вызванной моделируемой гравитационной разгрузкой или длительным потреблением этанола. II в печени и камбаловидной мышце крыс во время антиортостатического вывешивания. Исследовать динамику изменения активности сигнальных каскадов, ответственных за регуляцию инициации и и элонгации 2 трансляции, в камбаловидной мышце крыс во время антиортостатического вывешивания. Определить содержание инсулиноподобного ростового фактора 1 II в крови и активность IIзависимых сигнальных каскадов и в латеральной головке четырехглавой мышце бедра пациентов с различной степенью выраженности симптомов хронической алкогольной миопатии. Определить содержание инсулиноподобного ростового фактора 1 II в крови и активность IIзависимых сигнальных каскадов и в медиальной головке икроножной мышцы крыс, длительное время потреблявших этанол. Оценить возможность применения аминокислотных пищевых добавок или механозависимого ростового фактора для ускорения процесса восстановления мышц животных, длительное время потреблявших этанол. Впервые проанализирована динамика экспрессии ГСР1 в печени крыс во время антиортостатического вывешивания, характеризующаяся прогрессивным снижением концентрации мРНК ЮР1. Впервые проанализирована динамика изменения активности киназ Б6 белка рибосом рЭ6к и р ИК в волокнах камбаловидной мышцы крыс во время антиортостатического вывешивания. Показано, что уменьшение общего содержания и активности рБ6к наблюдается лишь после суток воздействия, а р ИЭК даже демонстрирует повышение активности после 7 суток разгрузки. Впервые обнаружено изменение активности киназ Б6 белка рибосом р5бк, р БК в латеральной головке четырехглавой мышце бедра пациентов с различной степенью выраженности симптомов хронической алкогольной миопатии. Впервые показано, что снижение активности киназ Эб белка рибосом рк, р ИБК в волокнах медиальной головки икроножной мышцы крыс, восстанавливавшихся в течение месяца после длительного периода алкоголизации, может бьггь предотвращено введением соответственно аминокислотных пищевых добавок либо механозависимого ростового фактора МСР. Научнопрактическая значимость. Полученные результаты способствуют лучшему пониманию механизмов регуляции синтеза белка в постуральной мышце млекопитающих в условиях гравитационной разгрузки, разгрузки в сочетании с пассивным растяжением моделью эксцентрической нагрузки и разгрузки в сочетании с применением Ьаргинина. Исследование ростовых процессов в постуральной мышце имеет большое практическое значение для оценки эффективности мероприятий, направленных на профилактику атрофии мышц, в том числе на предотвращение негативного влияния на них невесомости.