Гістологічні особливості литкового м’яза щура за умов хронічної алкоголізації та ішемії різної тривалості
DOI:
https://doi.org/10.29038/2617-4723-2019-387-137-147Ключові слова:
литковий м’яз, ішемія, хронічна алкоголізація, патоморфологічні зміни, м’язові волокна, ендомізій, сарколемаАнотація
Мета роботи – провести аналіз гістологічних змін у литковому м’язі за умов експериментальної ішемії різної тривалості, ускладненої хронічною алкоголізацією. Експеримент реалізовано на щурах інбредної лінії Wistar масою 140–160 г. Виділено такі групи тварин: контрольна, тварини з ішемією (1, 2 та 3 год), алкоголізовані тварини й алкоголізовані тварини з експериментально-індукованою ішемією тривалістю 1, 2, 3 год. Експериментальну ішемію здійснювали через 30 днів після введення останньої дози етилового спирту методом Халілова-Захірходжаєва через перетискування джгутом основних артерій. Гістологічну обробку тканини проводили за загальноприйнятою методикою, фарбувалили за методом Ван-Гізон. Виявлено, що за умов хронічної алкоголізації й ішемії різної тривалості порушуються структура й хід частково атрофованих унаслідок алкогольної міопатії волокон, відбуваються дегенеративні зміни в цілісності сарколеми, у деякої частини волокон зменшується об’єм міофібрил, ендомізій набрякає та починає некротизуватися, міофібрили роз’єднуються. Відзначено появу нейтрофілів поміж міофібрил і дифузні крововиливи, але, попри це, в окремих ділянках зберігається типова поперечна посмугованість. Отримані результати свідчать про негативну синергію міотоксичних впливів етилового спирту та руйнівного впливу судинної ішемії на волокна литкового м’яза щурів.
Посилання
2. Заводський, Д.; Ноздренко, Д.; Хома О.; Сорока, В. Зміна швидкісно-силових показників скорочення гомілкового м’язу щура за умов штучно викликаної васкулярної ішемії. Вісник Київського університету імені Тараса Шевченка. Серія біологічна; 2013, 63, с 5–7. https://doi.org/10.31558/1815-3070.2018.36.18
3. Martin, F. C.; Slavin, G.; Levi, A. J.; Peters T. J. Investigation of the organelle pathology of skeletal muscle in chronic alcoholism. J Clin. Pathol; 1984, 37, рр 448–454. https://doi.org/10.1136/jcp.37.4.448
4. Erkut, B.; Özyazıcıoğlu, A.; Karapolat, B. S.; Koçoğulları, C..U.; Keles, S.; Ateş, A.; Gundogdu, C.; Kocak, H. Effects of ascorbic аcid, alpha-tocopherol and allopurinol on ischemia-reperfusion injury in rabbit skeletal muscle: an experimental stud. Drug Target Insights; 2007; 2, p 249–58. https://doi.org/10.4137/dti.s303
5. Rácz, I. B.; Illyés, G.; Sarkadi, L.; Hamar J. The functional and morphological damage of ischemic reperfused skeletal muscle. Eur Surg Res; 1997, 29 (4), pp 254–63. https://doi.org/10.1159/000129531
6. Duarte, J. A.; Gloser, S.; Remiao, F.; Carvalho, F.; Bastos, M. L.; Soares, J. M.; Appell, H. J. Administration of tourniquet: I. Are edema and oxidative stress related to eachother and to the duration of ischemia in reperfused skeletal muscle? Arch Orthop Trauma Surg; 116, 1997, pp 97–100. https://doi.org/10.1007/bf00434110
7. Noveli, G. P.; Adembri, C.; Gandini, E.; Orlandini, S. Z.; Papucci, L.; Formigli, L.; Manneschi, L. I.; Quattrone, A.; Patresi, C.; Capaccioli, S. Vitamin E protects human skeletal muscle from damage during surgical ischemia-reperfusion. Am J Surg; 1997; 173, pp 206–209. https://doi.org/10.1016/s0002-9610(97)89593-1
8. Халилов, М. Х.; Закихорджаев, Ш. Я. К характеристике некоторых патохимических сдвигов в крови, тканях печени и головного мозга при экспериментальной алкогольной интоксикации; Вопросы клиники алкоголизма: сб. науч. тр., Ташкент, 1983; c 38–41.
9. Меркулов, Г. А. Курс паталогической техники, 3 изд, исп. и доп.; Медгиз: Ленинград, 1956; с 124–126.
10. Fernandez-Sola, J.; Preedy, V. R.; Lang, C. H.; Gonzalez-Reimers, E.; Arno, M.; Lin, J. C. I.; Wiseman, H.; Zhou, S.; Emery, P. W.; Nakahara, T. Molecular and cellular events in alcohol-induced muscle disease. Alcohol Clin Exp Res; 2007, 31 (12), pp 1953–1962. https://doi.org/10.1111/j.1530-0277.2007.00530.x
11. Дереча, Л. М. Алкоголь та його дія на організм: огляд літератури. Вісник Харківського національного університету ім. В. Н. Каразіна. Серія: біологія; 2007, 6 (788), c 7–16.
12. Hunter, R. J.; Neagoe, C.; Järveläinen, H. A.; Martin, C. R.; Lindros, K. O.; Linke, W. A.; Preedy, V. R. Alcohol affects the skeletal muscle proteins, titin and nebulin in male and female rats. J. Nutr; 2003, 133 (4), pp 1154 –1157.
https://doi.org/10.1093/jn/133.4.1154
13. Preedy, V. R.; Adachi, J.; Peters, T. J.; Worrall, S.; Parkkila, S.; Niemela, O.; Asano, M.; Ueno, Y.; Takeda, K.; Yamauchi, M.; et al. Recent advances in the pathology of alcoholic myopathy. Alcohol Clin Exp Res; 2001, 25 (5), pp 54S–59S. https://doi.org/10.1111/j.1530-0277.2001.tb02374.x
14. Preedy, V. R.; Adachi, J.; Veno, G.; Ahmed, S.; Mantle, D.; Mullatti, N.; Rajendram, R.; Peters, T. J. Alcoholic skeletal muscle myopathy: definitions, features, contribution of neuropathy, impact and diagnosis. Eur. J. Neurol; 2001, 8 (6), pp 677–687. https://doi.org/10.1046/j.1468-1331.2001.00303.x
15. Preedy, V. R.; Paice, A.; Mantle, D.; Dhillon, A. S.; Palmer, T. N.; Peters, T. J.; Alcoholic myopathy: biochemical mechanisms. Drug Alcohol Depend. 2201, 63, pp 199–205. https://doi.org/10.1016/s0376-8716(00)00219-2
16. Adachi, J.; Asano, M.; Ueno, Y.; Niemelä, O.; Ohlendieck, K.; Peters, T. J.; Preedy, V. R. Alcoholic muscle disease and biomembrane perturbations (review). J. Nutr. Biochem; 2003, 14 (11), pp 616–625. https://doi.org/10.1016/s0955-2863(03)00114-1
17. Preedy, V. R.; Patel, V. B.; Reilly, M. E.; Richardson, P. J.; Falkous, G.; Mantle, D. Oxidants, antioxidants and alcohol: implications for skeletal and cardiac muscle. Front Biosci; 1999, 4, pp 58–66. https://doi.org/10.2741/a480
18. Vary, T. C.; Nairn, A. C.; Lang, C. H. Restoration of protein synthesis in heart and skeletal muscle after withdrawal of alcohol. Alcohol Clin Exp Res; 2004, 28 (4), pp 517–525. https://doi.org/10.1097/01.alc.0000121653.80502.54
19. Sharma, S. C.; Ray, R. C.; Banerjee, A. K.; Lakshmanan, C. Chronic muscle wasting in alcoholics – a histochemical and biochemical study. Indian J Pathol Microbiol; 1990, 33 (3), pp 244–249.
20. Reilly, M. E.; McKoy, G.; Mantle, D.; Peters, T. J.; Goldspink, G.; Preedy, V. R. Protein and mRNA levels of the myosin heavy chain isoforms I, IIa, IIx and IIb in type I and type II fibrepredominant rat skeletal muscles in response to chronic alcohol feeding. J. Muscle. Res. Cell. Motil; 2000, 21 (8), pp 763–773. https://doi.org/10.1023/a:1010336624154
21. Pipinos, I. I.; Swanson, S. A.; Zhu, Z.; Nella, A. A.; Weiss, D. J.; Gutti, T. L.; McComb, R. D.; Baxter, B. T.; Lynch, T. G.; Casale, G. P. Chronically ischemic mouse skeletal muscle exhibits myopathy in association with mitochondrial dysfunction and oxidative damage. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol; 2008; 295 (1), pp 290–296. https://doi.org/10.1152/ajpregu.90374.2008
22. Slavin, G.; Martin, F.; Ward, P.; Levi, J.; Peters, T. Chronic alcohol excess is associated with selective but reversible injury to type 2B muscle fibers. J Clin Pathol; 1983, 36 (7), pp 772–777. https://doi.org/10.1136/jcp.36.7.772
23. Clary, C. R.; Guidot, D. M.; Bratina, M. A.; Otis, J. S. Chronic alcohol ingestion exacerbates skeletal muscle myopathy in HIV-1 transgenic rats. AIDS Res Ther; 2011, 8 (30), pp 1–9. https://doi.org/10.1186/1742-6405-8-30
24. Barie, P. S.; Mullins, R. J. Experimental methods in the pathogenesis of limb ischemia. J Surg Res; 1988, 44, pp 284–307.
25. Albani, M.; Megalopoulos, A.; Kiskinis, D.; Parashos, S. A.; Grigoriadis, N.; Guiba-Tziampiri, O. Morphological, histochemical, and interstitial pressure changes in the tibialis anterior muscle before and after aortofemoral bypass in patients with peripheral arterial occlusive disease. BMC. Musculoskelet. Disord; 2002, 3 (8), pp 1–7. https://doi.org/10.1186/1471-2474-3-8
26. Rácz, I. B.; Illyés, G.; Sarkadi, L.; Hamar, J. The functional and morphological damage of ischemic reperfused skeletal muscle. Eur Surg Res; 1997, 29 (4), pp 254–263. https://doi.org/10.1159/000129531
27. Ноздренко, Д. М.; Мотузюк, О. П.; Долгополов, О. В.; Заводовський, Д. О. Зміна швидкісно-силових параметрів скорочення скелетних м’язів за умов гострої ішемії. Науковий вісник Волинського національного університету імені Лесі Українки; 2012, 19 (244), c 101–109.
28. Заводовський, Д.; Ноздренко, Д.; Сорока, В.; Хома, О.; Мотузюк, О. Диверсифікація динаміки розвитку втоми ішемізованого м’яза. Науковий вісник Східноєвропейського національного університету імені Лесі Українки. Серія: Біологічні науки; 2014, 13 (290), c 8–17. https://doi.org/10.31558/2617-0248
29. Babinkov, V. І.; Khitrov, N. К.; Cherkashina, Z. A. Effect of early Fascitomy on Intramuscular Pressure and Electrical Excitability of Muscles in Experimental Compartment Syndrome. Bull. Experim. Biol. Med; 2000, 130 (9), pp 857–860.
https://doi.org/10.1007/bf02682252
30. Gordon, A. M.; Homsher, E.; Regnier, M. Regulation of contraction in striated muscle. Physiol Rev; 2000, 80 (2), pp 853–924.https://doi.org/10.1152/physrev.2000.80.2.853
31. Holobar, A.; Farina, D.; Gazzoni, M.; Merletti, R.; Zazula, D. Estimating motor unit discharge patterns from highdensity surface electromyogram. Clin Neurophysiol; 2009, 120 (3), pp 551–562. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2008.10.160
32. Vieira, T. M.; Windhorst, U.; Merletti, R. Is the stabilization of quiet upright stance in humans driven by synchronized modulations of the activity of medial and lateral gastrocnemius muscles? J. Appl. Physiol; 2010, 108 (1), pp 85–97.
https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00070.2009
33. Loerakker, S.; Oomens, C. W.; Manders, E.; Schakel, T.; Bader, D. L.; Baaijens, F. P.; Nicolay, K.; Strijkers, G. J. Ischemia-reperfusion injury in rat skeletal muscle assessed with T2-weighted and dynamic contrast-enhanced MRI. Magn Reson Med; 2011, 66 (2), pp 528–537. https://doi.org/10.1002/mrm.22801
34. Carvalho, A. J.; McKee, N. H.; Green, H. J. Metabolic and contractile responses of fast and slow twitch rat skeletal muscles to ischemia and reperfusion. Plast Reconstr Surg; 1997, 99 (1), pp 163–171. https://doi.org/10.1097/00006534-199701000-00025
35. Vignaud, A.; Hourde, C.; Medja, F.; Agbulut, O.; Butler-Browne, G.; Ferry, A. Impaired skeletal muscle repair after ischemia-reperfusion injury in mice. Journal of Biomedicine and Biotechnology [Online]; 2010, https://dx.doi.org/10.1155% 2F2010%2 F724914 https://doi.org/10.1155/2010/724914
36. Tupling, R.; Green, H.; Senisterra, G.; Lepock, J.; Mckee, N. Effects of ischemia on sarcoplasmic reticulum Са2+ uptake and Са2+ release in rat skeletal muscle. Am J Physiol Endocrinol Metab; 2001, 281, pp 224–232.
https://doi.org/10.1152/ajpendo.2001.281.2.e224
37. Tupling, , 2005 A. R. Effects of ischemia and ischemia-reperfusion on sarcoplasmic retilculum. Structure and function in rat sceletal muscle. Thesis for the degree of Doctor of Phisiophy in Kinesiology, University of Waterloo, Canada.
38. Sever, M. S.; Vanholder, R. Crush syndrome: a case report and review of the literature. J Emerg Med; 2015, 48 (6), pp 730–731.
39. Wang, X. T.; Tian, Y.; Xu, W. X.; Cui, L. H.; Xiang, S. Y.; Lü, S. C. Protective effects of modeled superoxide dismutase coordination compound (MSODa) against ischemia/reperfusion injury in rat skeletal muscle. Cell Physiol Biochem; 2015, 37 (2), pp 465–476. https://doi.org/10.1159/000430369
40. Valsoni, B. C. G.; Bonfim, M. R.; Camargo, R. C. T.; Abreu, L. C.; Souza, D. R. S.; Camargo Filho, J. C. S. Effects of Passive Smoking Associated with Physical Exercise in the Skeletal Muscles of Rats During Pregnancy and Lactation. International Journal of Morphology; 2015, 33, pp 497–506. https://doi.org/10.4067/s0717-95022015000200015
41. Brasileiro, J. L.; Fagundes, D. J.; Miiji, L. O. N.; Oshima, C. T. F.; Teruya, R.M.; Guido, I.; Celso M.; Santos, M. A. Isquemia e reperfusão de músculo sóleo de ratos sob ação da pentoxifilina. Jornal Vascular Brasileiro; 2007, 6 (1), pp 50–63. https://dx.doi.org/10.1590/S1677-5449200 7000100008
42. Мальченко, О. А.; Кубышкин, А. В.; Анисимова, Л. В.; Шаланин, В. В.; Мандрик Ю. В. Изменения в мышечной ткани задней конечности крыс в разные сроки формирования синдрома ишемии-реперфузии. Таврический медико-биологический вестник; 2012, 15, (3), ч. 1 (59), с 207–210.
43. Carmo-Araújo, E.M.; Dal-Pai-Silva, M.; Dal-Pai, V.; Cecchini, R.; Anjos Ferreira, A.L. Ischaemia and reperfusion effects on skeletal muscle tissue: morphological and histochemical studies. Int J Exp Pathol; 2007; 88(3), pp 147–154. doi:10.1111/j.1365-2613.2007.00526.x
44. Ohlendieck, K.; Harmon, S.; Koll, M.; Paice, A. G.; Preedy, V. R.; Ca2+-regulatory muscle proteins in the alcohol-fed rat. Metabolism; 2003, 52(9). pp 1102–1112. https://doi.org/10.1016/s0026-0495(03)00063-5
45. Литвина, Н. А. Состояние кровообращения верхних конечностей у больных с диафизарными переломами костей предплечья. Прокопьевск, 1977. 20 с.
46. Chawla, J.; Gruener, G. Management of critical illness polyneuropathy and myopathy. Neurol. Clin; 2010, 28, p 961–977. https://doi.org/10.1016/j.ncl.2010.03.027
47. Gorshkova D. A. Free radical processes state in chronic alcohol intoxication. Actual problems of medicine; 2013, 22, p 191– 193.
48. Hoek, J. B.; Cahill, A.; Pastorino, J. G. Alcohol and Mitochondria: а dysfunction al relationship. Gastroenterol; 2002, 122 (7), p 2049–2063. https://doi.org/10.1053/gast.2002.33613
49. Патченко, Ю. В.; Салютін, Р. В.; Дамбровський, Д. Б. Стан судинного ендотелію та гістологічні зміни м’язової тканини у хворих при хронічній ішемії кінцівок. Клінічна хірургія; 2011, 3, с 41–44.
50. Kauko, A.; Hjelt, L. Morphological changes in striated muscle during ischemia. A clinical and histological study in man. Actaorthop. Scandinav, 1998, 39. p 13–19.
51. Urbano-Marquez, A.; Fernandez-Sola, J. The effects of alcohol on skeletal and cardiac muscle. Muscle Nerve; 2004, 30. p 689–707. https://doi.org/10.1002/mus.20168