- •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
Основные проявления гипогравитационного мышечного синдрома
Структура
Атрофия
Апоптоз
Изменения
миозинового
фенотипа
Метаболизм
Функция
Снижение
силы
Уменьшение
времени
сокращения
Атония
Электромеханическое
сопряжение
Физиологические механизмы развития гипогравитационного мышечного синдрома
Некоторые биомеханические факторы, опосредующие
действие невесомости на двигательную систему. Невесомость и ее модели.
Механическая |
Реакция опоры |
Объем |
нагрузка |
|
движений |
Космический отсутствует |
отсутствует |
несколько |
полет |
|
сниженный |
Антиортоста- снижена |
перераспределена |
значительно |
|
тическая |
|
со стоп на |
снижен |
гипокинезия |
|
поверхность тела |
|
Сухая |
снижена |
устранена |
значительно |
иммерсия |
|
|
снижен |
Гравитационно-зависимые
афферентные входы нижних конечностей
plantar |
extensor |
|
flexor
ИЗМЕНЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ ЖЕСТКОСТИ МЫШЦ В 7-СУТОЧНОЙ ИММЕРСИИ И 120-СУТОЧНОЙ АНОГ
Иммерсия
|
|
TA - m. tibialis anterior |
|
||
|
|
GM - m. gastrocnemius medialis |
|||
|
|
GL - m. gastrocnemius lateralis |
|||
Часы |
Дни |
Sol - m. soleus |
|
||
|
АНОГ |
|
|
|
|
|
|
Поперечная |
жесткость |
(тонус) |
|
|
|
мышц |
при |
гравитационной |
|
|
|
разгрузке |
снижается в |
большей |
|
|
|
мере у мышц-разгибателей, |
|||
|
|
быстрее |
в условиях иммерсии, |
||
|
|
чем в АНОГ. |
|
|
Дни (Гевлич и др, 1987)
ИЗМЕНЕНИЯ МЕЖИМПУЛЬСНЫХ ИНТЕРВАЛОВ
ДВИГАТЕЛЬНЫХ ЕДИНИЦ И ИХ ВАРИАТИВНОСТИ В УСЛОВИЯХ ИММЕРСИИ
|
до иммерсии |
3-й день иммерсии |
5-й день иммерсии |
|||
40 |
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
0 |
110 |
270 |
130 |
210 |
110 |
210 |
|
ВОЗРАСТАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВАРИАТИВНЫХ ИНТЕРВАЛОВ
V , мс
мс
Снижение опорных нагрузок обуславливает изменение порядка рекрутирования двигательных единиц (ДЕ) в экстензорах голени, суппрессируя вовлечение малых
(тонических) и облегчая вовлечение больших (фазических) ДЕ. |
(Киренская и др., 1987) |
|
ЭМГ мышц крысы при однократном вывешивании
(Kawano, Ohira et al, 2004)
До |
Вывешивание 20 сек. Снова на полу |
Вывешивание крыс с односторонней произвольной опорой. Контралатеральная нога лишена опоры.
Модель Типтона.
РАЗМЕРЫ ВОЛОКОН M.SOLEUS У КРЫС ПРИ 2-х |
||||
НЕДЕЛЬНОМ ВЫВЕШИВАНИИ И ОПОРЕ КОНЕЧНОСТИ |
||||
|
3000 |
|
|
|
|
2500 |
|
|
МВ1 |
|
|
|
МВ2 |
|
|
|
|
|
|
(mc2) |
2000 |
|
* |
* |
1500 |
|
|
|
|
МВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ППС |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
контроль |
П |
|
Л |
|
|
Опора |
|
|
*-отличия от контроля существенны при p<0,05, |
|
|
||
# - отличия от контралатеральной конечности существенны при p<0,05 |
METHOD OF STIMULATION
Stimulation in regime of slow (75 step/min) and fast (120 step/min) walking was induced by inflation of the boot insole; that created pressure at the forefoot and heel support zones of up to 0.5 kg/sm2