- •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
Режимы сокращений: концентрика, изометрия, эксцентрика
Природа мышечного тонуса
Тканевые составляющие мышечной жесткости
Продольные упругие элементы |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пассивный |
Актомиозиновые |
|
Эластичные белки |
|
цитоскелет |
взаимодействия |
|
(титин, небулин) |
|
(внутри- и вне- |
|
|
|
|
волоконный) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коротко-диапазонный эластический компонент (Short-range elastic component)
Гипотетические механизмы поддержания мышечного тонуса
Импульсная активность медленных мотонейронов
Гормональный
контроль
|
|
|
|
|
Импульсный |
|
контроль |
Неимпульсный |
|
|
|
|
|
контроль |
|
|
|
|
Актомиозиновое активное состояние
Напряженное (энергетически активное) состояние эластичных белков
Поддержание оптимального состава белков пассивного цитоскелета
Гипотетические механизмы поддержания мышечного тонуса
Опорная афферентация
Импульсная активность медленных мотонейронов
Осевая резистивная нагрузка
|
|
иваци |
? |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
т |
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
А |
|
? Ингибиторы протеаз |
|||
я |
|
||||
|
|
|
(NOS, HSP) |
Включение поддержаниеи |
Экспрессия «Медленные» изоформы |
|
||||
|
|
|||||
|
|
|
регуляторных белков |
Экспрессия |
||
|
«Медленные» изоформы |
|
в фибробластах |
|||
|
|
|
||||
|
миозина |
|
|
|||
|
|
|
|
|
Жесткостные изоформы |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
Актомиозиновое активное |
|
скелетных белков |
||||
|
состояние |
|
внеклеточного матрикса |
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Напряженное (энергетически |
|
|
||||
активное) состояние эластичных |
|
|
||||
|
белков |
|
|
Механо-зависимая сигнализация в скелетной мышце
Характер сократительной активности и
Общие принципы механо-зависимой сигнализации в
скелетной мышце
|
Импульсный контроль |
ЦНС |
|
|
|
|
Нейротрофический |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
обеспечения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и гормональный контроль |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
и |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
та |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
Нейротрофические |
||
|
|
|
Механический, электрохимический |
|||||||||||||
|
|
|
факторы |
|||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сы |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
или метаболическийрстимуле |
|
|
|
Гормоны |
|||||||||
метаболического |
|
|
|
Молекулярные сенсоры, |
|
|||||||||||
|
|
|
|
Ауто- или |
||||||||||||
|
|
|
гормональные рецепторы |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
+Pi |
|
|
|
|
|
|
|
-Pi |
|
паракринные |
|
|
|
|
|
Посредник или протеинкиназный каскад |
регуляторы |
|||||||||||
|
|
|
+Pi |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ее |
|
|
Срочный |
|
|
|
Регулятор |
|
|
|||||||
|
|
эффект |
транскрипции/трансляции |
|
||||||||||||
|
|
|
|
Модуляция трансляции |
Модуляция экспрессии генов |
Долговременный структурно-метаболический и функциональный эффект
ВОЗМОЖНЫЕ ПУСКОВЫЕ СТИМУЛЫ ПРОЦЕССОВ
МЕХАНОЗАВИСИМОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ В СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЕ
Ca-зависимые пути сигнализации
IP3
L-каналы,
DHPR
Са2+
RyR
Кальцинейрин
Са-кальмодулин
киназа (II,IV)
Активация |
NFAT |
|
MEF-2 |
||
ЛЦМ |
||
Активация |
Активация |
|
белков ЭМС |
дистрофина |
IP3R
Кальпаин + кальпостатин
Активация PKC Первичная
деструкция
цитоскелета
Снижение ERK1/2 чувствительности
цитоскелетных
механосенсоров
Ядро |
|
|
Активация генов |
Активация |
Активация |
митох. белков |
генов медленных ТЦМ |
«ранних» генов c-fos и c-jun |