Взаимосвязь сфинголипидных механизмов с окислительным стрессом и изменениями митохондрий при функциональной разгрузке постуральных мышц

Обоснование. Длительное бездействие скелетных мышц сопровождается развитием окислительного стресса и изменениями сфинголипидного метаболизма. Взаимосвязь сфинголипидных механизмов с генерацией активных форм кислорода (АФК) при функциональной разгрузке мышц не изучена.

Цель исследования. Выявить взаимосвязь между изменениями сфингомиелиназы и церамида с продукцией активных форм кислорода в камбаловидной мышце крыс при функциональной разгрузке.

Методы. Крыс-самцов линии Wistar подвергали антиортостатическому вывешиванию (АОВ) в течение 12 часов и 14 дней на фоне применения блокатора кислой сфингомиелиназы (ASM, acid sphingomyelinase) амитриптилина (AMI, amitriptyline). На гистологических срезах камбаловидной мышцы определяли уровни ASM, церамида и АФК (флуоресцентная микроскопия). Методом вестерн-блоттинга определяли прооксидантные ферменты (НАДФ-Hоксидазы 2 и 4 (NOX2 и NOX4, NADPH oxidase)), цитохром-c-оксидазу (COX IV, cytochrome c oxidase subunit IV) и белок-регулятор биогенеза митохондрий PGC-1α (peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha) в мышечном гомогенате, а также церамид и ASM в изолированной фракции митохондрий. На модели ex vivo исследовали влияние сфингомиелиназы и прооксидантов на уровни церамида, АSM, АФК и NOX2 путём инкубации мышцы с экзогенной сфингомиелиназой или H2O2.

Результаты. 12-часовое АОВ сопровождалось увеличением уровня ASM и церамида в волокнах камбаловидной мышцы. Разгрузка в течение 14 дней характеризовалась увеличением ASM, церамида, АФК, NOX2, NOX4 и снижением COX IV и PGC-1α. Уровни ASM и церамида были увеличены также в митохондриальной фракции. Ингибитор ASM амитриптилин частично или полностью нивелировал изменения, вызванные разгрузкой. В модели ex vivo обнаружен стимулирующий эффект воздействия экзогенной сфингомиелиназы на уровни АФК и NOX2 в мышце, тогда как H2O2 стимулировал продукцию АSM и церамида.

Выводы. Установлена тесная взаимосвязь сфингомиелиназного пути образования церамида и продукции АФК в скелетной мышце в условиях функциональной разгрузки.