Природа спонтанной тонической активности камбаловидной мышцы крысы в условиях опорной разгрузки, выявленная при использовании CLP290, нового активатора калий-хлоридного ко-транспортера спинного мозга

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Общеизвестно, что электромиографическая активность камбаловидной мышцы отражает ее функциональную активность. Опорная разгрузка приводит к моментальному устранению электрической активности в камбаловидной мышце, которая возобновляется сразу после восстановления опорной нагрузки. Однако при длительной опорной разгрузке в камбаловидной мышце наблюдается возникновение спонтанной электрической активности. В предыдущих работах нами была показана связь между этой активностью и содержанием калий-хлоридного котранспортера (KCC2) на мембранах мотонейронов спинного мозга, а также возможность устранения спонтанной активности мышцы введением активатора KCC2 прохлорперазина. Целью данной работы было изучить влияние CLP290, альтернативного активатора KCC2, на спонтанную тоническую активность камбаловидной мышцы крысы. Обнаружено, что ежедневное введение крысам CLP290 на фоне 14-суточного антиортостатического вывешивания предотвращает снижение содержания KCC2 в мотонейронах поясничного отдела спинного мозга и рост спонтанной тонической активности в камбаловидной мышце. При этом не обнаружено статистически значимых отличий площади поперечного сечения волокон медленного типа в группах антиортостатического вывешивания с введением и без введения CLP290.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Е. Калашников

Институт медико-биологических проблем Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: vitaliy.kalasxnikov@yandex.ru
Россия, Москва

К. В. Сергеева

Институт медико-биологических проблем Российской академии наук

Email: vitaliy.kalasxnikov@yandex.ru
Россия, Москва

О. В. Туртикова

Институт медико-биологических проблем Российской академии наук

Email: vitaliy.kalasxnikov@yandex.ru
Россия, Москва

С. А. Тыганов

Институт медико-биологических проблем Российской академии наук

Email: vitaliy.kalasxnikov@yandex.ru
Россия, Москва

Т. М. Мирзоев

Институт медико-биологических проблем Российской академии наук

Email: vitaliy.kalasxnikov@yandex.ru
Россия, Москва

Б. С. Шенкман

Институт медико-биологических проблем Российской академии наук

Email: vitaliy.kalasxnikov@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Alford EK, Roy RR, Hodgson JA, Edgerton VR (1987) Electromyography of rat soleus, medial gastrocnemius, and tibialis anterior during hind limb suspension. Exp Neurol 96(3): 635–649. https://doi.org/10.1016/0014-4886(87)90225-1
  2. De-Doncker L, Kasri M, Picquet F, Falempin M (2005) Physiologically adaptive changes of the L5 afferent neurogram and of the rat soleus EMG activity during 14 days of hindlimb unloading and recovery. J Exp Biol 208(Pt 24): 4585–4592. https://doi.org/10.1242/jeb.01931
  3. Boulenguez P, Liabeuf S, Bos R, Bras H, Jean-Xavier C, Brocard C, Stil A, Darbon P, Cattaert D, Delpire E, Marsala M, Vinay L (2010) Down-regulation of the potassium-chloride cotransporter KCC2 contributes to spasticity after spinal cord injury. Nat Med 16(3): 302–307. https://doi.org/10.1038/nm.2107
  4. Edgerton VR, Roy RR (2010) Spasticity: a switch from inhibition to excitation. Nat Med 16(3): 270–271. https://doi.org/10.1038/nm0310-270
  5. Kalashnikov VE, Tyganov SA, Turtikova OV, Kalashnikova EP, Glazova MV, Mirzoev TM, Shenkman BS (2021) Prochlorperazine Withdraws the Delayed Onset Tonic Activity of Unloaded Rat Soleus Muscle: A Pilot Study. Life 11(11): 1161. https://doi.org/10.3390/life11111161
  6. Сергеева КВ, Шарло КА, Калашников ВЕ, Туртикова ОВ, Тыганов СА, Шенкман БC (2023) Влияние спонтанной нервно-мышечной активности на развитие атрофии камбаловидной мышцы в условиях функциональной разгрузки. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 109(10): 1430–1442. [Sergeeva KV, Sharlo KA, Kalashnikov VE, Turtikova OV, Tyganov SA, Shenkman BS (2023) The effect of spontaneous neuromuscular activity on the development of atrophy of the soleus muscle in conditions of functional unloading. Russ J Phisiol 109(10): 1430–1442. (In Russ)]. https://doi.org/10.31857/S0869813923100102
  7. Gagnon M, Bergeron MJ, Lavertu G, Castonguay A, Tripathy S, Bonin RP, Perez-Sanchez J, Boudreau D, Wang B, Dumas L, Valade I, Bachand K, Jacob-Wagner M, Tardif C, Kianicka I, Isenring P, Attardo G, Coull JA, De Koninck Y (2013) Chloride extrusion enhancers as novel therapeutics for neurological diseases. Nat Med 19(11): 1524–1528. https://doi.org/10.1038/nm.3356
  8. Григорьев АИ, Козловская ИБ, Шенкман БС (2004) Роль опорной афферентации в организации тонической мышечной системы. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 90(5): 508–521. [Grigoriev AI, Kozlovskaya IB, Shenkman BS (2004) The role of supporting afferentation in the organization of the tonic muscular system. Russ J Phisiol 90(5): 508–521. (In Russ)].
  9. Kawano F, Ishihara A, Stevens JL, Wang XD, Ohshima S, Horisaka M, Maeda Y, Nonaka I, Ohira Y (2004) Tension- and afferent input-associated responses of neuromuscular system of rats to hindlimb unloading and/or tenotomy. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 287(1): R76–R86. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00694.2003
  10. Kawano F, Nomura T, Ishihara A, Nonaka I, Ohira Y (2002) Afferent input-associated reduction of muscle activity in microgravity environment. Neuroscience 114(4): 1133–1138. https://doi.org/10.1016/s0306-4522(02)00304-4
  11. Шенкман БС, Мирзоев ТМ, Козловская ИБ (2020) Тоническая активность и гравитационный контроль постуральной мышцы. Авиакосм и экол мед 54(6): 58–72. [Shenkman BS, Mirzoev TM, Kozlovskaya IB (2020) Tonic activity and gravitational control of the postural muscle. Aerospace and enviroment med54(6): 58–72. (In Russ). https://doi.org/10.21687/0233-528X-2020-54-6-58-72
  12. Blaesse P, Airaksinen MS, Rivera C, Kaila K (2009) Cation-chloride cotransporters and neuronal function. Neuron 61(6): 820–838. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2009.03.003
  13. Akhter ET, Griffith RW, English AW, Alvarez FJ (2019) Removal of the Potassium Chloride Co-Transporter from the Somatodendritic Membrane of Axotomized Motoneurons Is Independent of BDNF/TrkB Signaling But Is Controlled by Neuromuscular Innervation. eNeuro 6(5): 1–23. https://doi.org/10.1523/ENEURO.0172-19.2019
  14. Lu Y, Zheng J, Xiong L, Zimmermann M, Yang J (2008) Spinal cord injury-induced attenuation of GABAergic inhibition in spinal dorsal horn circuits is associated with down-regulation of the chloride transporter KCC2 in rat. J Physiol 586(23): 5701–5715. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2008.152348

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Динамика интегральной ЭМГ-активности камбаловидной мышцы на фоне 14-суточного антиортостатического вывешивания с введением и без введения CLP290. * статистически значимое между группами с введением и без введения препарата (p < 0.05).

Скачать (103KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Типичные паттерны ЭМГ-активности камбаловидной мышцы перед антиортостатическим вывешиванием (С) и во время 14-дневного вывешивания (1–14HS) у крыс без введения и с введением CLP290.

Скачать (250KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Медианная частота ЭМГ-активности камбаловидной мышцы на фоне 14-суточного антиортостатического вывешивания с введением и без введения CLP290.

Скачать (98KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Содержание KCC2 в спинном мозге экспериментальных животных. C – контроль; CL – контроль + введение CLP290 в течение 7 суток; HS – вывешивание в течение 7 суток; HSL – вывешивание в течение 7 суток с ежедневным введением CLP290. Данные представлены как среднее ± σ. * – отличие от контроля (p < 0.05).

Скачать (349KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Площадь поперечного сечения медленных (a) и быстрых (b) мышечных волокон в m. soleus крысы. C – контроль; CL ‒ вывешивание + введение CLP290 7 дней; HS ‒ вывешивание 7 дней; HSL – вывешивание + введение CLP290 7 дней. * – отличие от контроля (p < 0.05).

Скачать (52KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024