2 курс / Нормальная физиология / XXIV_съезд_физиологического_общества_им_И_П_Павлова

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

СОЗДАНИЕ КОЛЛЕКЦИИ ОБРАЗЦОВ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ЧЕЛОВЕКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ РОЛИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СТАРЕНИЯ И ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

В РАЗВИТИИ ВОЗРАСТ-АССОЦИИРОВАННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ

Ефименко А. Ю.1,2*, Виговский М. А.1,2,3, Григорьева О. А.1,2, Филиппов В. В.1, Бородай Я. Р.1, Марей М. В.4, Манухова Л. А.4, Вепхвадзе Т. Ф.2,3, Курочкина Н. С.3, Попов Д. В.2,3, Высоких М. Ю.3,4,5

1Медицинский Научно-Образовательный Центр Московского Государственного Университета имени М. В. Ломоносова, г. Москва

2Факультет Фундаментальной Медицины Московского Государственного Университета имени М. В. Ломоносова, г. Москва

3Институт Медико-биологических Проблем РАН, г. Москва 4Национальный Медицинский Исследовательский Центр Акушерства, Гинекологии и Перинатологии имени

академика В. И. Кулакова, г. Москва 5Научно-Исследовательский Институт Физико-Химической Биологии им. А. Н. Белозерского Московского

Государственного Университета имени М. В. Ломоносова, г. Москва

*e-mail: efimenkoay@my.msu.ru

На животныхмоделяхпоказано, чтоодним изранних признаков старенияявляетсянарушение функцийскелетных мышц. У человека возрастное снижение массы и функциональных возможностей скелетных мышц (саркопения) приводит к развитию ряда возраст-ассоциированных заболеваний и к выраженному снижению качества жизни. Для изучения механизмов этих изменений необходимо создание репрезентативных коллекций образцов мышечной ткани людей разного возраста и с различным функциональным состоянием скелетных мышц.

В исследование были включены здоровые добровольцы (n=10, 35(25 43) лет, индекс массы тела (ИМТ) 22,5(18,9 29,4)кг/м2)ипациентыспервичнымартрозомколенного/тазобедренногосуставамолодого(n=7,39(26 45)

лет, ИМТ 25,8(25,4 30,9) кг/м2), среднего (n=20, 59(58 62) года, ИМТ 34(30 38) кг/м2) и пожилого (n=35, 72(66 83)

года, ИМТ 30(21 43) кг/м2) возраста. Помимо стандартного клинического и лабораторного обследования, у них оценивали уровень физической активности и размер мышц бедра (компьютерная томография). Субъективная оценка двигательных возможностей и системные показатели воспаления были схожими между группами пациентов, но значимо отличались от здоровых добровольцев. При этом наблюдали прогрессирующее с возрастом снижение размеров мышц бедра и системные метаболические нарушения.

Увсех добровольцев были взяты биоптаты скелетных мышц, полученные с помощью игольчатой биопсии или

входе хирургической операции по эндопротезированию суставов, а также периферическая кровь. Аннотированная с образцами информация была собрана в базу данных. После первичного контроля качества всех образцов были подготовленыпрепаратыдлягистологическогоииммуногистохимическогоанализапродольныхсрезовмышц,электронной микроскопии, оценки функции митохондрий и периферических митохондриальных киназ, транскриптомного и протеомного анализа.

Таким образом, нами была создана коллекция образцов скелетных мышц и крови (n=72), полученных от людей разного возраста с разным фенотипом и функциональным состоянием скелетных мышц, а также ассоциированная с ней база данных физиологических и биохимических исследований. Собранный материал стал основой для ряда комплексныхисследованийповыявлениюролифизиологическогостаренияипатологическихпроцессоввразвитии возраст-ассоциированных изменений в скелетных мышцах человека.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 21 15 00405 (биоматериалы здоровых добровольцев), государственное задание МНОЦ МГУ имени М. В. Ломоносова (биоматериалы пациентов).

ИЗМЕНЕНИЕ ГЕННОЙ ЭКСПРЕССИИ В СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЕ ЧЕЛОВЕКА ПРИ СТАРЕНИИ, ХРОНИЧЕСКОМ ВОСПАЛЕНИИ И СНИЖЕНИИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ

Курочкина Н. С.1*, Орлова М. А., Виговский М. А.2, Вепхвадзе Т. Ф.1,2, Махновский П. А.1, Григорьева О. А. 2, Леднев Е. М.1, Ефименко А. Ю.2, Попов Д. В.1,2

1ГНЦ РФ – ИМБП​ РАН, г. Москва 2МГУ им. М. В. Ломоносова, г. Москва

* e-mail: nadia_sk@mail.ru

Возрастные изменения зависят от физиологического старения, а также от патологических процессов, для скелетной мышцы это в первую очередь хроническое снижение сократительной активности и воспаление. Цель работы – ​оценить вклад этих факторов в возраст-зависимые изменения экспрессии генов в скелетной мышце человека.

Для оценки транскриптомного (РНК-секвенирование) и протеомного (количественный масс-спектрометриче- ский анализ) профилей брали пробы из m. vastus lateralis у пожилых (OP, n=35, 72 (66 83) года) и молодых (YP, n=7, 39 (26 45) лет) пациентов с первичным артрозом коленного/тазобедренного сустава (модель старения на фоне выра-

241

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

женного снижения двигательной активности и системного воспаления), а также у молодых здоровых добровольцев

(YH, n=10, 35 (25 43) лет).

У пожилых пациентов (OPvs.YH) мРНК с повышенной экспрессией были ассоциированы с перестройкой внеклеточного матрикса, секретируемыми и мембранными белками и иммунным ответом; мРНК, снизившие экспрес- сию, – ​с дыхательными ферментами митохондрий и углеводно-жировым обменом, что соответствовало изменению протеомного профиля. При сравненииYPvs.YH количество мРНК, изменивших экспрессию, было в 1,5 раза меньше, при этом направленность изменений оказалась схожей. Для выявления генов, ассоциированных со старением, выделили мРНК и белки, однонаправленно изменяющие экспрессию при сравнении OP vs. YH и YP vs. YH. Гены, увеличившие экспрессию, обогатили термин «репарация ДНК», снизившие экспрессию были ассоциированы с регуляторами структуры митохондрий и ферментами антиоксидантной системы.

Таким образом, впервые было показано, что 1) хроническое воспаление и снижение двигательной активности вызывают масштабные изменения транскриптома и протеома скелетной мышцы; эти факторы вносят наибольший вклад в возраст-зависимые изменения экспрессии мРНК и белков. 2) Изменения генной экспрессии, ассоциированные непосредственно со старением относительно малы и связаны с подавлением экспрессии мРНК митохондриальных антиоксидантных ферментов, регуляторов сборки митохондриальных комплексов и с компенсаторной активацией генов репарации ДНК. 3) Большинство возрастных изменений экспрессии мРНК тесно связаны с изменением содержаниясоответствующихбелков;приэтомвозрастноеувеличениесодержаниянекоторыхбелковрегулируются на уровне трансляции и/или деградации.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 21 15 00405, государственное задание и программа развития МГУ им. М. В. Ломоносова.

РАННИЙ ТРАНСКРИПТОМНЫЙ ОТВЕТ НА ПРИЁМ ПИЩИ В СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЕ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ОЖИРЕНИИ И САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 2 ТИПА

Махновский П. А.1*, Леднев Е. М.1,2, Гаврилова А. О.2, Вепхвадзе Т. Ф.1,3, Курочкина Н. С.1, Шестакова М. В.2, Попов Д. В.1,3

1Институт медико-биологических проблем РАН, г. Москва 2НМИЦ эндокринологии Минздрава России, г. Москва 3МГУ им. М. В. Ломоносова, г. Москва

*e-mail: maxpauel@gmail.com

Внорме скелетные мышцы составляют 30 40 % массы тела и играют ключевую роль в регуляции углеводного

ижирового обмена в организме. На скелетные мышцы приходится до 80 % инсулинозависимого захвата глюкозы, что свидетельствует об исключительной роли этой ткани в развитии метаболических нарушений. Целью работы было сравнить ранний транскриптомный ответ на типичный однократный прием пищи в скелетных мышцах здоровых людей и пациентов с ожирением без диабета и с сахарным диабетом 2 типа (СД2Т).

Пробы ткани из m. vastus lateralis были взяты до и через 1 ч после приема смешанной пищи (Nestle Resource 2.0; 6 ккал/кг массы тела) у здоровых людей (ИМТ <25,0), пациентов (ИМТ ≥35,0) с ожирением (Ож) и пациентов с ожирением и СД2Т (по 10 человек в группе). Изменение транскриптомного профиля в мышце оценивали с помощью РНК секвенирования (NextSeq 550, Illumina). Для поиска потенциальных транскрипционных факторов, регулирующих транскриптомный ответ на прием пищи, исследовали обогащение сайтов связывания транскрипционных факторов в индивидуальных промоторах скелетных мышц человека (метод позиционных весовых матриц).

Вскелетной мышце здоровых людей прием пищи вызвал изменение экспрессии более 100 мРНК, что, вероятно, в основном связано с повышением секреции инсулина. В группе Ож+С2ДТ наблюдалось нарушение регуляции экспрессии генов в ответ на приём смешанной пищи: детектировано более чем в два раза меньшее количество дифференциально экспрессируемых генов (ДЭГ), при этом лишь небольшая часть их них перекрывалась с генным ответом у здоровых людей. Транскриптомный ответ в скелетных мышцах группы с ожирением также был менее выражен, чем у контроля; более того, он отличался от ответа в группе Ож+С2ДТ. Анализ функционального обогащения выявил термины, относящиеся к клеточной мембране и секретируемым белкам, регуляции транскрипции, пролиферации клеток, ангиогенезу и биологическим ритмам. ДЭГ в группе Ож были ассоциированы только с регуляторами транскрипции. Эти регуляторы мало пересекались с обнаруженными в контрольной группе. С помощью метода позиционных весовых матриц мы предсказали регуляторы генного ответа на приём пищи у здоровых людей,

они включали мишени инсулинового и AKT-сигналинга (FOXO, FOXK, SMAD2/3, RARA, MAX, GATA2, TEAD, SREBF), при этом в группах Ож и Ож+С2ДТ эти регуляторы не были обнаружены.

Таким образом, ожирение и СД2Т снижают постпрандиальный генный ответ, а также индуцируют экспрессию других генов. Эти различия могут быть связаны с нарушением активности ряда предсказанных транскрипционных факторов, в том числе инсулинозависимых.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 21 75 10146).

242

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

ВЛИЯНИЕ БЕЛКОВ HSP70 НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ И ФУНКЦИИ

СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ D. MELANOGASTER

Попов Д. В.1,2*, Кукушкина И. В.1,2, Вавилов Н. Э.3, Курочкина Н. С.1, Згода В. Г.3, Махновский П. А.1

1ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН, г. Москва 2Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, г. Москва 3Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича, г. Москва

*e-mail: danil-popov@yandex.ru

Белки теплового шока регулируют фолдинг и транспорт множества белков (включая белки митохондрий), тем самым контролируя клеточный протеостаз. Цель исследования изучить влияние белков Hsp70 на продолжительность жизни и функции скелетной мышцы D. Melanogaster.

Семейство Hsp70 включает более десятка генов, поэтому для исследования их эффектов была выбрана мо-

дель – линия​ мух Drosophila melanogaster (Hsp70-) с нокаутом шести генов из семейства Hsp70(Df(3R)Hsp70A, Df(3R)Hsp70B) и контрольная родительская линия w1118. У самцов обеих линий исследовали продолжительность жизни и функциональное состояние мух – скорость​ бега вверх. Используя РНК секвенирование и панорамный коли- чественный(сизотопнойизобарическойметкой)масс-спектрометрическийпротеомныйанализ,оцениваливозраст- зависимые (40 дней vs. 20 дней vs. 10 дней) и генотип-зависимые (Hsp70- vs. w1118) изменения в экспрессии генов в ногах мух, состоящих преимущественно из скелетных мышц. Затем исследовали эффекты хронически повышенной локомоторной активности (геотаксис-индуцированный бег вверх по стенке пробирки).

Средняя продолжительность жизни у Hsp70- была несколько ниже, чем у контроля. Скорость бега мух Hsp70- по вертикали была в два раза ниже, чем у w1118. При этом, регулярные тренировки увеличили скорость бега у мух контрольной линии относительно нетренированного контроля и не повлияли на этот показатель у мух Hsp70-. Исследование транскриптома и протеома ног выявило значительные различия между линиями, связанные с энергетическим метаболизмом и иммунным ответом, что вероятно связанно со стрессом эндоплазматического ретикулума, вызванного нарушением фолдинга различных белков. Биоинформатический анализ показал, что Hsp70-зависимые изменения генной экспрессии в скелетных мышцах ассоциированы со снижением активности транскрипционных факторов-регуляторов метаболизма (например, ERR), и активации NFKB-сигнальных путей.

Таким образом, гены семейства Hsp70 оказывают небольшое негативное влияния на продолжительность жизни мух как в обычных условиях, так и при хроническом увеличении локомоторной активности. При этом они выраженно снижают функциональные возможности скелетных мышц (скорость бега вверх), что связано с масштабными изменениями генной экспрессии в скелетной мышце.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 21 15 00405.

Постерная секция: Молекулярная физиология поперечно-полосатых мышц \ Скелетная мышца: регенерация, патология и старение

ПОРОГОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ИНДЕКСОВ МЫШЕЧНОЙ МАССЫ НА УРОВНЕ ПОЗВОНКОВ THXII И LIII ПО ДАННЫМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ В ДИАГНОСТИКЕ САРКОПЕНИИ У НАСЕЛЕНИЯ РОССИИ

Башков А. Н.*, Сушков А. И., Шикунов Д. А.

Федеральный медико-биофизический центр им. А. И. Бурназяна, г. Москва

*e-mail: abashkov@yandex.ru

Для диагностики саркопении в популяциях различных стран и регионов мира определены собственные пороговые значения индексов мышечной массы (Derstine et al., 2018; Ufuk et al., 2019). Для получения аналогичных данных в отношении населения России проведен ретроспективный КТ-анализ органов брюшной полости 310 доноров печени (151 женщина, 159 мужчин), проживавших в различных регионах страны. Анализ, который проводили два врача-рентгенолога со стажем работы более 10 лет, включал в себя определение площадей скелетных мышц на уровне позвонков ThXII и LIII с последующим вычислением индексов мышечной массы с нормализацией по росту. Продемонстрирована высокая степень корреляции результатов определения площадей скелетных мышц на уровнях ThXII и LIII двумя врачами-рентгенологами (r=0,98). Пороговые значения индексов мышечной массы вычислены двумя методами: как разница среднего значения и двух стандартных отклонений, а также как 2,5 процентиль. На

уровнеThXII у женщин пороговые значения составили EMIThXII 6,4 и 7 см2/м2, SMIThXII 15,7 и 18,6 см2/м2 соответственно; у мужчин EMIThXII 8,4 и 9,2 см2/м2, SMIThXII 20,1 и 23,1 см2/м2 соответственно. На уровне LIII у женщин пороговые значения составили PMILIII 2,4 и 2,4 см2/м2, SMILIII 28,4 и 32,1 см2/м2 соответственно; у мужчин PMILIII 2,9 и 4,9 см2/ м2, SMILIII 38,2 и 41,1 см2/м2 соответственно.

243

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ СЕРДЕЧНОГО МИОЗИНСВЯЗЫВАЮЩЕГО БЕЛКА С НА АКТИН-МИОЗИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Бельдия Е. А.1,2*, Кочурова А. М.1, Логвинова Д. С.3, Нефедова В. В.3, Клейменов С. Ю.3,4, Бершицкий С. Ю.1, Матюшенко А. М.3, Копылова Г. В.1, Щепкин Д. В.1,2

1Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, г. Екатеринбург 2УрФУ, г. Екатеринбург

3Институт биохимии им. А. Н. Баха ФИЦ Биотехнологии РАН, г. Москва 4Институт биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН, г. Москва

*e-mail: zgupkabeldya@gmail.com

Сокращение сердца осуществляется благодаря взаимодействию миозина с актином и регулируется кальцием через тропонин-тропомиозиновую систему. В кальциевой регуляции сокращения принимает участие сердечный ми- озин-связывающий белок-C (сMyBP-C), в N-концевой части которого находятся сайты фосфорилирования (Ser275, Ser284 и Ser304). Фосфорилирование cMyBP-C увеличивает вероятность связывания миозина с актином и ускоряет развитие силы (Sadayappan, de Tombe, 2012; Lynch с соавт., 2021). Мы изучили влияние фосфорилирования cMyBP-C на актин-миозиновое взаимодействие.

Актин экстрагировали из скелетных мышц кролика, миозин – из​ левого желудочка сердца свиньи. Сердечный альфа-тропомиозин (Tpm) и тропониновый комплекс (Tn) человека экспрессировали в E. coli. Регулируемые тонкие нити реконструировали из F-актина, Тn и Tpm. N-терминальные фрагменты cMyBP-C (С0-С2 фрагменты) дикого типа (WT) и с заменами S275D, S284D и S304D, имитирующими фосфорилирование, экспрессировали в E. coli. Влияние фосфорилирования cMyBP-C на актин-миозиновое взаимодействие изучали в in vitro подвижной системе (ИПС). Структурные особенности С0-С2 фрагмента исследовали с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии. Влияние фосфорилирования cMyBP-C на термостабильность актин-Tpm комплекса анализировали по светорассеиванию.

Фосфорилирование не влияло на доменную структуру С0-С2 фрагмента. Добавление С0-С2 фрагмента увеличивало термостабильность актин-Tpm комплекса, а фосфорилирование cMyBP-C не влияло на неё. Добавление 0.5 µМ С0-С2 фрагмента на 25 % снижало максимальную скорость тонких нитей по миозину в ИПС и существенно увеличивало её кальциевую чувствительность. Фосфорилированные формы С0-С2 фрагмента на 30 % уменьшали максимальную скорость нитей, их кальциевую чувствительность (с 5.72±0.02 для WT C0-C2 до 5.34±0.03 с S304D C0-C2 и 5.50±0.04 с S274D/S285D C0-C2) и коэффициент кооперативности Хилла по сравнению с нефосфорилированной формой. Кроме того, фосфорилирование увеличивало скорость тонких нитей при низких концентрациях кальция. C0-C2 фрагмент и его фосфорилированные формы усиливали мости-мостиковую кооперативность ак- тин-миозинового взаимодействия.

Полученные результаты указывают на то, что молекулярный механизм влияния фосфорилирования cMyBP-C на актин-миозиновое взаимодействие различен при насыщающей и ненасыщающей концентрациях кальция.

Экспериментывыполненына оборудовании ЦКПИИФ УрОРАНи поддержаны грантом Российскогонаучного фонда № 22 14 00174.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РОЛИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ВАРИАНТОВ ТАЙТИНА (TTN) В ОЦЕНКЕ РИСКА РАЗВИТИЯ И ПРОГНОЗА КАРДИОМИОПАТИЙ

Вахрушев Ю. А.*

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. СанктПетербург

*e-mail: thevakhr@gmail.com

Введение. Мутации в гене TTN, кодирующем белок тайтин, приводят к снижению устойчивости структуры и неправильному формированию саркомера, а также аномальной сборке миофибрилл. На сегодняшний день существует очень ограниченное количество исследований генотип–фенотипических связей, позволяющих установить четкие корреляции между вариантами в гене TTN и их ассоциированными фенотипами.

Методы исследования. Для поиска генетических вариантов была применена технология секвенирования нового поколения. Для создания зондов был использован сервисAgilent Sure Design. Секвенирование было выполнено при помощи прибора Illumina MiSeq. Найденные генетические варианты были подтверждены при помощи полуавтоматического секвенирования по Сэнгеру при помощи прибораApplied Biosystems 3500 GeneticAnalyzer.

Результаты.Частотаредких(менее0,1 %)однонуклеотидныхвариантоввгенахTTN иRBM20вгруппеотноси- тельноздоровыхмужчин – ​жителейСеверо–ЗападногорегионаРоссиисоставляет15,1 %дляTTNизначимонеотли- чается от информации, представленной в международных базах данных. Частота укорачивающих вариантов в гене TTN в группе относительно здоровых мужчин – ​жителей Северо–Западного региона России составляет 2,6 %, а вариантов в сайтах сплайсинга – 4,2​ %, что значимо сопоставимо с информацией, представленной в международных

244

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

базах данных. Среди различных кардиомиопатий (КМП), ассоциированных с вариантами в гене TTN, преобладают формы с дилатационным фенотипом развившимся на фоне укорачивающих вариантов тайтина (TTNtv). У пациентов с различными формами КМП частота редких (менее <0,1 %) вариантов в гене TTN значимо выше по сравнению

сгруппой относительно здоровых мужчин – ​жителей Северо–Западного региона России. Для кардиомиопатий с дилатационным характерна более высокая доля редких вариантов неопределенной значимости, вариантов в экзонах

свысоким уровнем индекса сплайсинга (PSI), а также вариантов, нарушающих структурные характеристики белка. Заключение.Врезультатевыполненной работыбылиполученыновыеданныеочастотеихарактеревариантов

в гене TTN в популяции жителей северо–запада России, охарактеризован спектр вариантов в генах TTN и RBM20, участвующего в критических процессах сплайсинга тайтина, среди причин развития первичных кардиомиопатий,

спектр вариантов в вышеназванных генах при КМП, обусловленных мутациями в других генах и их вклад с течение заболевания и его клиническую картину.

ДЕФОСФОРИЛИРОВАНИЕ АМФ-АКТИВИРУЕМОЙ ПРОТЕИНКИНАЗЫ И ИНГИБИТОРА ЦИКЛИН-ЗАВИСИМОЙ КИНАЗЫ 1B ПРИ ДИФФЕРЕНЦИРОВКЕ ПЕРВИЧНЫХ МИОБЛАСТОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ АТРОФИРОВАННОЙ M. SOLEUS КРЫСЫ, СПОСОБСТВУЕТ УСИЛЕНИЮ АПОПТОЗА

Вильчинская Н. А.*, Туртикова О. В., Мирзоев Т. М., Шенкман Б. С.

Государственный научный центр Российской Федерации – Институт​ медико-биологических проблем РАН, г. Москва

*e-mail: vilchinskayanatalia@gmail.com

В предыдущих исследованиях выявлено снижение активности АМФ-активируемой протеинкиназы (АМРК) придифференцировкемиобластов,выделенныхизm.soleusпоследействиямоделируемойгравитационнойразгрузки. В миобластах мышц, полученных от старых животных, наблюдалось усиление апоптоза и снижение фосфорилирования АМРК и ингибитора циклин-зависимой киназы 1B (p27Kip1). При активации АМРК или оверэкспрессии p27Kip1 в этих клетках происходило подавление апоптоза. Мы предположили, что снижение активности АМРК во время дифференцировки миобластов, изолированных из атрофированной вследствие гравитационной разгрузки мышцы, может приводить к усилению апоптотических процессов. Цель исследования состояла в оценке выраженности апоптоза, сопровождающего дифференцировку миобластов, выделенных из m. soleus после вывешивания, и изучении участия АМРК и p27Kip1 в регуляции этих процессов.

Для предотвращения снижения фосфорилирования АМРК при дифференцировке миобластов in vitro, выделенных из m. soleus крыс после 7-сут. антиортостатического вывешивания (HS), был применен специфический активатор АМРК – ​AICAR. Методом TUNELвыявляли апоптотические клетки при дифференцировке миобластов. С помощью метода ПЦР в реальном времени и вестерн блоттинга оценивали уровень экспрессии и активность маркеров апоптоза.

У миобластов, полученных из камбаловидных мышц крыс после 7-суточного вывешивания, содержание апоптотических клеток было повышено на 38 % по сравнению со значениями контрольной группы, при инкубации таких миобластовсAICARапоптотическихклетокпрактическинеобнаружено,также,какивконтрольныхкультурахмиобластов. В дифференцирующихся миобластах группы HS наблюдается снижение содержания p-АМРК и p-p27Kip1 по сравнению с контрольными миобластами, при инкубации таких миобластов с AICAR содержание этих белков не отличается от уровня контрольной группы. В дифференцирующихся миобластах группы HS наблюдалось значительное увеличение экспрессии мРНК маркеров апоптоза: BAX, каспазы 9, каспазы 3, p53 по сравнению с миобластами контрольной группы. Инкубация таких миобластов с AICAR предотвращала усиление экспрессии маркеров апоптоза.

Таким образом, в культуре дифференцирующихся миобластов, выделенных из m. soleus крыс после 7-суточ- ной моделируемой гравитационной разгрузки, произошло увеличение количества апоптотических клеток, а также увеличилась экспрессия маркеров апоптоза. Активация апоптоза сопровождалась дефосфорилированием AMPK

и p27Kip1.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 20 75 10080.

ВЛИЯИЕ ФОТОМОДУЛЯЦИИ НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МИОСАТЕЛИТОЦИТОВ РЕГЕНЕРИРУЮЩЕЙ МЫШЦЫ

Головнева Е. С.*, Тахавиев Р. В., Брюхин Г. В.

ФГБОУ ВО Южно-Уральский государственный медицинский университет, г. Челябинск

*e-mail: micron30@mail.ru

Несмотря на наличие разнообразных лечебных методов, стимулирующих регенерацию мышц, получаемый результат далек от полного восстановления мышечной ткани. Лазерное терапевтическое воздействие способно усилить пролиферативные способности клеток в различных тканях, однако особенности реакций клеток камбиального

245

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

резерва (миосателлитоцитов) на фотомодуляцию практически не изучались.

В эксперименте было использовано 158 самцов крыс Wistar. Моделирование повреждения мышцы – скальпель​ - ная резанная рана m. gastrocnemius без ушивания. Воздействие осуществляли лазерами 970 нм и 520 нм с экспозициями 60 и 180 с. Животных выводили из эксперимента с 1-х по 30-е сутки. Гистологические срезы мышц окрашивались гематоксилин-эозином, толуидиновым синим и иммуногистохимически с использованием антител к MyoD.

Экспрессия MyoD была выявлена не только в мелких гиперхромных ядрах по периферии мышечного волокна, но и в гипохромных ядрах, которые при окраске гематоксилин -эозин относят к ядрам зрелых миоволокон. Количество MyoD+ ядер в лазерных группах было достоверно выше на 3 и 7 сутки, при экспозиции 60 с. Площадь MyoD+ ядер достоверно увеличивалась в группах лазерного воздействия на 3 сутки при ИКЛ 180 с и 7 сутки при всех видах лазерного воздействия, и была выше уровня динамического контроля на всех последующих сроках Так как MyoD принадлежит к семейству белков, известных как миогенные регуляторные факторы и играет ключевую рольврегуляциидифференцировкимышц,увеличениеегосодержанияможнорасцениватькакповышениеактивности регенеративных процессов, что также подтверждается динамикой морфометрических характеристик миоцитов. Механизмы, благодаря которым может реализоваться прямое активирующее воздействие лазерного излучения на миосателлитоциты связаны с известным феноменом изменения проницаемости мембран клетки для ионов кальция. Увеличение концентрации кальция, через кальмодулин, может вызывать модификацию гистоновых белков и гетерохроматина, что приводит к повышению экспрессии гена детерминирующего миогенез и белка MyoD.

Таким образом, воздействие зеленого и инфракрасного лазерного излучения на поврежденную скелетную мышечную ткань способствует сохранению пула миоядер, ранней пролиферации камбиальных элементов и приводит к увеличению количества и площади ядер активированных (MyoD+) миосателлитоцитов.

ВЛИЯНИЕ СИГНАЛЬНЫХ МОЛЕКУЛ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ

Еримбетов К. Т.1*, Обвинцева О. В.2

1 МИРЭА – Российский​ технологический университет, г. Москва 2Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал​

ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр животноводства – ​ВИЖ им. Л. К. Эрнста», г. Боровск

*e-mail: erimbetovkt@mail.ru

Скелетные мышцы относятся к динамичным и пластичным тканям, которая способна изменять свой собственный размер или силу под воздействием различных факторов. Известно несколько мышечных дистрофических расстройств, но разработка методов их лечения находится на ранней стадии. Мышечная дисфункция встречается не только у пациентов с дистрофией, но и в процессе старения происходит постепенная потеря мышечной функции, что оказывает значительное негативное воздействие на здоровье человека, увеличивая риск падений и повреждений, потерю подвижности и независимости.

Поддержание баланса между синтезом и распадом белков в скелетных мышцах является необходимым условием для нормального роста и здоровья. Генетические факторы, гормоны, аминокислоты, фитоэкдистероиды, родани- ны,β-агонистывлияютнаметаболизмбелкавскелетныхмышцахчерезсигнальныепути.Несколькосетейпередачи сигналов направляют и координируют эти процессы, способствуя поддержанию белкового гомеостаза. Ключевым моментом является координация внутриклеточных процессов, осуществляемых с участием различных химическими сигналов, которые отражают влияние факторов питания и гормонального статуса, состояние энергетического обмена, физическую активность и медиаторы стрессовых воздействий.

Одним из сигнальных молекул способных воздействовать на процессы метаболизма в скелетных мышцах через фосфатидилинозитол 3-киназный сигнальный путь, обеспечивающий активирование протеинкиназы В является 20-гидроксиэкдистерон. В наших исследованиях показано, что его белково-анаболический эффект в мышцах не связан с его влиянием на синтез мРНК, а является лишь отражением ускорения трансляционных процессов за счёт сопряжённой стимуляции инициации трансляции и элонгации. Другой сигнальной молекулой способной воздействовать на функциональное состояние скелетных мышц является производное роданина 3-(2-фенилэтил)-2-ти- оксо 1,3-тиазолидин 4-он, которое, обладает ингибирующим действием в отношении киназы гликогенсинтазы 3β. Показано, что производное роданина активировало метаболические процессы в скелетных мышцах, обеспечивая её рост и развитие.

КАНАЛЫ SERCA УЧАСТВУЮТ В РЕГУЛЯЦИИ СИГНАЛИНГА ПРИ ТРЕХСУТОЧНОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ РАЗГРУЗКЕ МЫШЦ КРЫС

Зарипова К. А.*, Белова С. П., Шенкман Б. С., Немировская Т. Л.

ГНЦ РФ – ​Институт медико-биологических проблем РАН, г. Москва

*e-mail: katsu.no.himitsu@gmail.com

Функциональная разгрузка скелетных мышц приводит к атрофии в результате нарушающегося баланса между синтезом и деградацией белка. АТФ и «медленный» Са2+ могут стимулировать запуск этих процессов. Мы предпо-

246

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

ложили, что при функциональной разгрузке SERCAинактивируется, из-за чего кальций может накапливаться в цитоплазме и активировать катаболические сигнальные пути.

Для проверки гипотезы был применён CDN1163 специфический активатор SERCA в модели функциональной разгрузки по методу Ильина-Новикова в модификации Morey–Holton. Для эксперимента были взяты 24 самца крыс Wistar, которые были разделены на 3 группы по 8 животных: С – ​контроль; HS – ​трехдневное вывешивание; CDN –​  трехдневное вывешивание с введением CDN1163 (50 мг/кг веса животного, внутрибрюшинно). Эксперимент был одобрен комиссией по биомедицинской этике ГНЦ РФ – ​ИМБП РАН (протокол № 584).

Впервыебылообнаружено,чтопри3-дневнойфункциональнойразгрузкеm.soleusвведениеактиватораSERCA не влияло на маркёры mTORC1-зависимого сигналинга, но предотвращало снижение фосфорилирования анаболических маркёров – GSK3b,​ eEF2 и белка S6 малой субъединицы рибосомы (Ser240/244 и Ser235/236), что в совокупности могло способствовать улучшению эффективности трансляции. Активатор SERCA CDN1163 влияет на регуляцию Ca-зависимых сигнальных путей при мышечной разгрузке, через изменение фосфорилирования CaMKII и уровня IP3R. Предотвращено увеличение экспрессии мРНК MurF1 (но не MAFbx) и замедленно увеличение экспрессии Cbl-b и убиквитина. Транскрипционные факторы FoxO3 и MYOG активируются при функциональной разгрузке m. soleus, но к регуляции экспрессии Е3 лигаз при активировании SERCAможет иметь отношение MYOG.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 21 15 00228.

УЧАСТИЕ СУКЦИНАТА В РЕГУЛЯЦИИ МИОГЕНЕЗА КЛЕТОК ЛИНИИ С2С12

Исаева М. О.*, Гаджиева Ф. Т., Абаленихина Ю. В., Щулькин А. В.

ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России, г. Рязань

*e-mail: mia.poroshina@yandex.ru

Введение. Сукцинат является метаболитом цикла трикарбоновых кислот, а также субстратом для II комплекса дыхательной цепи. Кроме этого, для него описана сигнальная функция через сукцинатные рецепторы (SUCNR1). Клеточная линия С2С12-миосателлиты мышечной ткани мышей, которые используют для изучения этапов миогенеза.

Цель – ​изучить влияние сукцината на процесс миогенеза клеток линии С2С12 и роль SUCNR1 в данном процессе.

Методы исследования: исследование выполнено на клетках линии С2С12 (Институт биологии и гена, г. Москва). В ходе работы были сформированы следующие экспериментальные группы: клетки до дифференцировки, 7 день дифференцировки, воздействие сукцината (10мкМ) в течение 7 дней дифференцировки, ингибирование сигнального пути SUCNR1 с помощью Pertussis Toxin (100 нг/мл) 7 дней. Относительное количество SUCNR1 оценивали методом вестерн блот. Индекс миогенеза рассчитывали по формуле: IM=A-B/C 1, где IM–индекс миогенеза, А–количество ядер в многоядерных клеточных структурах, В–количество многоядерных клеточных структур, С– количество ядер в п. з. Результаты анализировали в программе GraphPad Prism с помощью дисперсионного анализа (ANOVA), парные сравнения с контролем выполняли с помощью теста Даннетта.

Результаты. В ходе работы было получено, что индекс миогенеза до дифференцировки составил 0 %, на 7 день дифференцировки был выше на 77 %(р<0,05), при внесении в питательную среду сукцината возрастал относительно клеток до дифференцировки на 89 % (р<0,05) и относительного 7 дня дифференцировки на 15,6 % (р<0,05). ОтносительноеколичествоSUCNR1вэкспериментальнойгруппедодифференцировкибылопринятоза1,на7день дифференцировки составило 1,47 (р<0,05), при внесении сукцината– 2,5, что статистически значимо выше относительно группы до дифференцировки и на 7 день дифференцировки клеток (р<0,05). Следовательно, при дифференцировке клеток количество SUCNR1 увеличивается. Для оценки роли SUCNR1 в дифференцировке мышечных клеток выполняли его ингибирование с помощью Pertussis Toxin, что приводило к замедлению процесса миогенеза. Индекс миогенеза снижался на 22 % относительно 7 дня дифференцировки и на 32,6 % (р<0,05) по сравнению с группой сукцинат.

Заключение. Сукцинат в концентрации 10 мкМ индуцирует процесс миогенеза клеток линии С2С12 через сукцинатные рецепторы (SUCNR1).

Финансовая поддержка: внутривузовский грант молодых ученых Рязанского государственного медицинского университета им. акад. И. П. Павлова на 2023 (Договор № 3/23).

ВЛИЯНИЕ ФИЛАМИНА С (FLNC) НА ДИНАМИКУ ИОНОВ КАЛЬЦИЯ В С2С12

Клименко Е. С.1*, Сухарева К. С.1, Власова Ю. А.1, Костарева А. А.1,2

1ФГБУ «НМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России, г. Санкт-Петербург

2Department of Women’s and Children’s Health and Center for Molecular Medicine, Karolinska Institute, Stockholm, Sweden.

*e-mail: klimenko_es@almazovcentre.com

Введение.Для обеспечения механической целостности саркомерав мышечных клетках большое значение имеет филамин С, кодируемый геном FLNC. Мутации в этом гене ассоциированы с развитием миопатий и кардиоми-

247

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

опатий. Нарушение функциональной активности мышечных клеток вследствие дефектов филамина C может быть детерминированоизменениемдинамикиCa2+,посколькуперестройкаактиновогоцитоскелетаиструктурыZ-дисков может нарушить взаимосвязь саркоплазматического ретикулума и каналов наружной клеточной мембраны.

Методы исследования. В работе использовались 2 линии клеток: С2С12 дикого типа (WT) и С2С12, нокаутные по гену FLNC (FLNCKo). Были проведены эксперименты с миобластами и дифференцированными клетками (5 дней) каждой линии. Для визуализации ионов кальцияв цитозоле использовался флуоресцентный зонд Fluo 4AM. Для определения объема саркоплазматического ретикулума (СПР) клетки С2С12 обрабатывались 1мкМ тапсигарги- на(TG)всреде,свободнойотCa2+.Дляопределенияфункциональнойактивностидепо-опосредованноговходакаль- ция (SOCE) среда менялась на кальцийсодержащую. Для TG-пика были рассчитаны площади под кривой (AUC).

Результаты. В клетках FLNCKo на 5 день дифференцировки амплитуда ответа была выше, чем вWTмиотрубках, но не наблюдалось различий с миобластами обеих линий. В клетках FLNCKo 5dAUC до пика была достоверно меньше, чем в WT-миотрубках, что позволяет исключить больший объем СПР в FLNCKo. Скорость роста амплитудыивозвратакбазальномузначениювFLNCKo5dдостоверновыше,чемуWT.ПридобавленииCa2+ всредувдифференцированныхклеткахFLNCKoамплитудаответанеотличаетсяотнедифференцированныхклетокFLNCKo,но была достоверно ниже, чем в миотрубках и бластах линии WT.

Заключение. В линии FLNCKo, как на 5 день дифференцировки, так и в недифференцированных клетках, отмечается большая динамика и изменение скоростных показателей кальциевых транзиентов по сравнению с миотрубками линии WT. Параметры активности SOCE в линии FLNCKo между бластами и дифференцированными клетками, вероятно, по причине отсутствия полноценной дифференцировки.

Финансовая поддержка: грант № 20 15 00271-П.

ВЛИЯНИЕ N-ТЕРМИНАЛЬНЫХ ФРАГМЕНТОВ CMYBP-C НА АКТИН-МИОЗИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ЖЕЛУДОЧКАХ И ПРЕДСЕРДИЯХ

Кочурова А. М.1, Бельдия Е. А.1,2, Копылова Г. В.1, Нефедова В. В.3, Матюшенко А. М.3, Щепкин Д. В.1,2, Бершицкий С. Ю.1*

1Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, г. Екатеринбург 2Уральский федеральный университет, г. Екатеринбург

3Институт биохимии им. А. Н. Баха ФИЦ Биотехнологии РАН, г. Москва

*e-mail: serg.bersh@gmail.com

Сердечный миозин-связывающий белок-С (cMyBP-C) участвует в регуляции сокращения миокарда. Молекула cMyBP-C имеет массу ~150 кДа и состоит из 8 иммуноглобулиновых и 3 фибронектиновых доменов, обозначаемых от C0 на N-конце до C10 на C-конце. В N-конце cMyBP-C находятся сайты взаимодействия с белками тонкой

итолстой нитей. C0 домен связывает регуляторную лёгкую цепь миозина, домены C1-C2 – ​субфрагмент 2 миозина, а домены C0-C2 и линкерные участки между ними взаимодействуют с актином. C1 домен взаимодействует с тропомиозином. Мы сравнили влияние N-терминальных фрагментов cMyBP-C на актин-миозиновое взаимодействие в желудочках и предсердиях, используя in vitro подвижную систему (ИПС).

Миозин экстрагировали из левого желудочка и предсердия сердца свиньи. Сердечные альфа-тропомиозин (Tpm), тропонин (Tn) и С0, С0-С1 и С0-С2 фрагменты cMyBP-C человека экспрессировали в E. coli. Тонкие филаменты реконструировали из F-актина, Тn и Tpm.

Зависимость скорости скольжения F-актина и F-актин–Tpm филаментов по миозину от концентрации фрагментов cMyBP-C в ИПС была не монотонной. С миозином желудочков фрагменты С0 и С0-С1 в концентрациях около 400 нМ и 250 нМ увеличивали скорость F-актина, а фрагмент С0-С2 дозо-зависимо снижал её. Фрагменты увеличивали скорость F-актин–Tpm филаментов по миозину желудочков ~ на 30 % при концентрациях около 270 нМ для С0, 120 нМ для С0-С1 и 150 нМ для С0-С2. С миозином предсердий С0 не влиял на скорость F-актина и увеличивал скорость F-актин–Tpm филаментов при концентрациях > 2,5 мкМ. Для увеличения скорости филаментов по миозину предсердий требовалось в 2.5 раза больше C0-C1 и С0-С2 фрагментов, чем с миозином желудочков.С миозином желудочков фрагмент С0 не влиял на Са2+ зависимость скорости тонких филаментов. Фрагмент С0-С1 уменьшал

на 15 % максимальную скорость (Vmax) филаментов; фрагмент С0-С2 уменьшал на 20 % Vmax и коэффициент кооперативности Хилла и значительно увеличивал Са2+ чувствительность скорости. С миозином предсердий фрагменты С0 и С0-С1 не влияли на кальциевую зависимость скорости, а фрагмент С0-С2 на 50 % уменьшал Vmax филаментов

изначительно увеличивал её Са2+ чувствительность.

Таким образом, N-терминальные фрагменты cMyBP-C по-разному влияют на актин-миозиновое взаимодействие в предсердиях и желудочках, что может быть связано с особенностями их взаимодействия с предсердной и желудочковой изоформами регуляторной лёгкой цепи миозина.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 22 14 00174.

248

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

ВЛИЯНИЕ ТРОПОМОДУЛИНА НА АКТИН-МИОЗИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЗАВИСИТ ОТ ИЗОФОРМНОГО СОСТАВА СОКРАТИТЕЛЬНЫХ И РЕГУЛЯТОРНЫХ БЕЛКОВ ПОПЕРЕЧНОПОЛОСАТЫХ МЫШЦ

Кочурова А. М.1*, Бельдия Е. А.1,2, Сазонова Е.1,2, Нефедова В. В.3, Матюшенко А. М.3, Щепкин Д. В.1,2, Копылова Г. В.1

1Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, г. Екатеринбург 2УрФУ, г. Екатеринбург

3Институт биохимии им. А. Н. Баха ФИЦ Биотехнологии РАН, г. Москва

*e-mail: kochurova.a.m@mail.ru

Для функционирования поперечнополосатых мышц важна структурная упорядоченность сократительного аппарата миоцита. Длина и стабильность тонких филаментов контролируется рядом белков, к которым относятся белки семейства тропомодулинов/лейомодинов. Тропомодулин (Tmod) взаимодействует с медленно растущим ми- нус-концом актинового филамента и двумя молекулами тропомиозина (Tpm). Недавно было показано, что в скелетных мышцах Тmod принимает участие в активации тонких филаментов и влияет на силу, развиваемую мышцами. В сократительном аппарате саркомера миокарда и скелетных мышц экспрессируется изоформа Tmod1. Мы изучили влияние Tmod1 на актин-миозиновое взаимодействие с помощью in vitro подвижной системы (ИПС).

Использовали миозин из левого желудочка сердца овцы и быстрый скелетный миозин кролика. Актин и скелетный тропонин (Tn) выделяли из поясничной мышцы кролика. Сердечный тропонин человека (Tn), альфа (Tpm1.1) и каппа (Tpm1.2) тропомиозин и Tmod1 экспрессировались в E. coli. Регулируемые тонкие филаменты реконструировали из актина.Tpm иTn. В экспериментах с сердечным миозином использовали тонкие филаменты, содержащие сердечный Tn, со скелетным миозином – скелетный​ Tn.

Обнаружено, что Tmod1 дозо-зависимо снижает скорость скольжения F-actin-Tpm1.1 филаментов по сердечному миозину в ИПС и не влияет на скорость F-actin-Tpm1.2 филаментов по сердечному миозину и F-actin-Tpm1.1 филаментов по скелетному миозину. Tmod1 снижал кальциевую чувствительность скорости тонких филаментов, содержащих Tpm1.1, с сердечным миозином и не влиял на нее со скелетным. Одним из механизмов регуляции ак- тин-миозинового взаимодействия является мостик-мостиковая кооперативность (Xb-Xb кооперативность). Tmod1 усиливал Xb-Xb кооперативность с сердечным миозином, снижая концентрацию миозина, при которой скорость становится полумаксимальной.Особенности эффектовTmod1 можно объяснить следующим образом. N-терминаль- ная часть молекулы т Tpm играет важную роль во взаимодействии Tmod с минус-концом тонкого филамента. Показано, что Tmod1 с разной аффинностью связывают изоформы немышечных тропомиозинов и Tpm1.1. Изоформы Tpm1.1 и Tpm1.2 отличаются аминокислотной последовательностью N-терминальная части. Кроме того, известно, что скелетный и сердечный миозины по-разному активируют тонкий филамент.

Таким образом, влияние тропомодулина на актин-миозиновое взаимодействие зависит от изоформного состава сократительных и регуляторных белков поперечнополосатых мышц.

Поддержан грантом Российского научного фонда № 22 24 00729.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА МИОЗИНА ИЗ МИОКАРДИАЛЬНЫХ РУКАВОВ ЛЕГОЧНЫХ ВЕН

Кочурова А. М.1*, Копылова Г. В.1, Щепкин Д. В.1,2

1Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, г. Екатеринбург 2УрФУ, г. Екатеринбург

*e-mail: cmybp@mail.com

Электрофизиологические характеристики кардиомиоцитов миокардиальных «рукавов» легочных и полых вен интенсивно изучаются так, как область их впадения в левое и правое предсердие является источником эктопической активностиипричинойфибрилляциипредсердий.Показано,чтоэлектрофизиологическиехарактеристикиэтихкардиомиоцитов отличаются от характеристик кардиомиоцитов левого и правого предсердия. Растяжение активирует механо-чувствительные хлорные каналы и стимулирует спонтанную активность кардиомиоцитов, что может спровоцировать фибрилляцию предсердий. Механическая активность кардиомиоцитов влияет на динамику внутриклеточного кальция и может способствовать их спонтанной активности и аритмогенезу. Показано, что изолированные препараты миокарда левого предсердия и непарной вены крыс отличаются по скорости сокращения и по ответу на действие изопротеренола. Мы сравнили функциональные характеристики миозина из миокардиальных «рукавов» легочных вен и левого предсердия и желудочка сердца овцы.

Актин экстрагировали из скелетных мышц кролика, миозин – ​из левого предсердия (ЛП), левого желудочка (ЛЖ) и миокардиальных «рукавов» легочных вен (ЛВ) овцы. Сердечный альфа-тропомиозин и тропониновый комплекс человека экспрессировали в E. coli. Регулируемые тонкие нити реконструировали из F-актина, тропонина и тропомиозина. Мы сравнили характеристики кальциевой регуляции миозина из ЛП, ЛЖ и ЛВ. Для этого мы проанализировали кальциевую зависимость скорости скольжения тонких филаментов по миозину в in vitro подвижной

249

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

системе и определили максимальную скорость скольжения филаментов при насыщающей концентрации кальция, кальциевую чувствительность скорости (рСа50) и коэффициент кооперативности Хилла этой зависимости.

Обнаружено, что функциональные свойства миозина легочных вен отличаются от свойств миозина ЛП и ЛЖ. Миозин из ЛВ продвигал тонкий филамент при насыщающей концентрации кальция с большей скоростью, чем миозин ЛП и ЛЖ. Значения скоростей тонких филаментов составили: 5.0 ± 0.2 мкм/с для миозина ЛВ, 4.4 ± 0.1 мкм/с для миозина ЛП и 2.5 ± 0.1 мкм/с для миозина ЛЖ. Кальциевая чувствительность скорости скольжения тонких филаментов по миозину ЛВ была самой низкой. Значения рСа50 были равны 4.53 ± 0.09, 5.12 ± 0.06 и 5.47 ± 0.09 для миозина ЛВ, ЛП и ЛЖ, соответственно.

Таким образом, миозин из миокардиальных «рукавов» легочных вен обладает уникальными свойствами по отношению к миозину предсердий и желудочков.

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 23 24 00356.

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ ЭКСПРЕССИИ ПАРАМЕТРОВ БИОГЕНЕЗА МИТОХОНДРИЙ В УСЛОВИЯХ 7-СУТОЧНОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ РАЗГРУЗКИ

Львова И. Д.*, Шарло К. А., Сидоренко Д. А., Зарипова К. А., Белова С. П., Калашников В. Е., Немировская Т. Л., Шенкман Б. С.

ГНЦ РФ – ​Институт медико-биологических проблем РАН, г. Москва

*e-mail: irrrra1@yandex.ru

Условия функциональной разгрузки приводят к снижению доли «медленных», устойчивых к утомлению волокон скелетных мышц, наблюдается снижение уровня окислительного метаболизма и устойчивости к утомлению. В рамках данной работы мы решили изучить, какие из сигнальных путей могут принимать участие в данных изменениях.

В каждом из экспериментов был свой виварный контроль (группа C) и группа 7-суточной функциональной разгрузки (7HS), моделируемая по методике вывешивания задних конечностей по Ильину-Новикову в модификации Morey-Holton. Каждая группа с ежедневным внутрибрюшинным введением препаратов также подвергались 7-су- точной функциональной разгрузке. Роль кальция: группа с введением нифедипина – блокатора​ Ca2+ каналов L-типа (7HN), CDN1163 – активатора​ SERCA (7CDN); роль АМПК: B-GPA – введение​ ингибитора креатинкиназы, который снижает соотношение АТФ/АДФ, активирует АМПК (7HB); роль спонтанной тонической активности: введение прохлорперазина – (7HP)​ . При помощи метода ОТ-ПЦР в реальном времени оценивали уровень экспрессии мРНК PGC1α (ключевого регулятора биогенеза митохондрий), I и IVсубъединицы цитохром-c-оксидазы (COXI и COXIV), а также количество копий митохондриальной ДНК mtDNA.

Мы пришли к следующим результатам: в группе 7HN предотвратилось достоверное снижение экспрессии мРНК COXI, mtDNA, частично предотвратилось снижение экспрессии мРНК COXIV, тогда как уровень экспрессии мРНКPGC1αдостоверносниженвгруппах7HSи7HN;вгруппе7CDNпредотвратилосьдостоверноеснижениеэкспрессии мРНК PGC1α, COXI и СOXIV, а уровень экспрессии mtDNA достоверно снижен в обеих экспериментальных группах; в группе 7HB предотвратилось достоверное снижение экспрессии мРНК PGC1α, mtDNA и СOXIV, уровень экспрессии мРНК COXI достоверно снижен в обеих экспериментальных группах; а в группе 7HP уровень экспрессии мРНК PGC1α, COXI и COXIV сильно снижен в обеих экспериментальной группе.

Таким образом, можно заключить, что повышение уровня миоплазматического кальция и инактивация АМПК вносят вклад в снижение экспрессии параметров биогенеза митохондрий и устойчивости к утомлению, тогда как спонтанная тоническая активность, по-видимому, играет компенсаторную роль для параметров биогенеза митохондрий. Полученные данные могут послужить вектором для дальнейших исследований.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 22 15 00151.

MUSCLEFANTOM – ​АТЛАС ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ В СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦАХ ЧЕЛОВЕКА

Низамов Ш. Р.*, Газизова Г. Р., Шагимарданова Е. И., Гусев О. А., Девятияров Р. М., Хаяшизаки Й.

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Институт фундаментальной медицины и биологии, г. Казань

*e-mail: nizamov.1999@gmail.com

Введение. Мышечная система человека и других млекопитающих характеризуется высоким разнообразием типов скелетных мышц: они различаются по иннервации, составу волокон, происхождению в эмбриогенезе и устойчивости к заболеваниям. Мышечные дистрофии представляют собой наиболее клинически значимую группу дегенеративных заболеваний мышц, которая характеризуется прогрессирующей мышечной слабостью и патологическими дистрофическими изменениями (Mercuri et al., 2019). При этом, не все мышцы восприимчивы к мышечным заболеваниям, например, экстраокулярные мышцы не теряют своей функции при мышечной дистрофии Дюшенна (Stuelsatz et al., 2015). Молекулярные механизмы данного феномена остаются неизвестными.

250

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/