Вплив N-ацетилцистеїну на рухову активність геміпаркінсо-нічних щурів, викликану ін’єкцією агоніста дофамінових рецепторів

Iryna Mishchenko; Olena Mankivska; Bohdan Kopyak; Nataliya Pil’kevych; Oleksandr Motuziuk

doi:10.29038/2617-4723-2019-387-173-178

Автор(и)

Iryna Mishchenko Східноєвропейський національний університет імені Лесі Українки
Olena Mankivska Інститут фізіології імені О. О. Богомольця НАН України
Bohdan Kopyak Інститут фізіології імені О. О. Богомольця НАН України
Nataliya Pil’kevych Інститут фізіології імені О. О. Богомольця НАН України
Oleksandr Motuziuk Східноєвропейський національний університет імені Лесі Українки https://orcid.org/0000-0002-1520-0721

DOI:

https://doi.org/10.29038/2617-4723-2019-387-173-178

Ключові слова:

N-ацетилцистеїн, антиоксидант, геміпаркінсонізм, м’язова активність, м’язова втома

Анотація

Мета роботи – виявити профілактичний ефект попередньої ін’єкції N-АЦ на розвиток м’язової втоми в неанестезованої тварини з експериментальним геміпаркінсонізмом під час тривалих циркуляторних рухів, викликаних ін’єкцією апоморфіну (АМ).
Дослідження проводили на щурах лінії Вістар-Кіото, у яких викликали однобічне руйнування дофамінергічної (ДА) висхідної системи мозку за допомогою ін’єкції 8 мкг 6-гідроксидофаміну, розчиненого в 4 мкл фізіологічного розчину з додатком 0,1 % аскорбінової кислоти, яка гальмує окислення нейротоксину. Поведінкові реакції тварин на ін’єкцію дофаміноміметика апоморфіну були непрямим тестом на ступінь дегенерації ДА-нейронів середнього мозку. Через сім днів після введення 6-гідроксидофаміну тварин розділили на такі групи: 1 – контрольні тварини, у яких викликали інтенсивні циркуляторні рухи за допомогою ін’єкції апоморфіну (0,5 мг/кг) (n = 6); 2 – щури, яким за годину до ін’єкції АМ вводили 0,5 мл фізіологічного розчину (n = 6); 3 – тварини, яким за годину до ін’єкції АМ вводили розчин N-ацетилцистеїну (150 мг/кг) (n = 6).
Порівнюючи поведінкові тести на щурах у трьох групах, можемо припустити, що зменшення числа обертів щурів контрольної групи й тварин із попередньою ін’єкцією фізіологічного розчину відбувалося не через припинення дії апоморфіну, а через розвиток м’язової втоми під час тривалих циркуляторних рухів. Водночас у щурів третьої групи після застосування N-АЦ зниження середньої кількості обертів не спостерігали. Це може вказувати на активацію захисної дії антиоксидантної системи у відповідь на тривалу м’язову активність, а N-АЦ можна розглядати як потужний активатор захисних механізмів, спрямованих на зниження втоми скелетних м’язів.

Посилання

1. Ervilha, U. F.; Farina, D.; Arendt-Nielsen, L.; Graven-Nielsen T. Experimental muscle pain changes motor control strategies in dynamic contractions. Exp Brain Res, 2005; 164, 215–224 https://doi.org/10.1007/s00221-005-2244-7
2. Gandevia, S. C.; Spinal and supraspinal factors in human muscle fatigue. Physiol Rev; 2001, 8, 1725–1789 https://doi.org/10.1152/physrev.2001.81.4.1725
3. Pinheiro, C. H. J.; Vitzel, K. F.; Curi, R. Effect of N-acetylcysteine on markers of skeletal muscle injury after fatiguing contractile activity. Scand J Med Sci Sports; 2012, 22, 24–33 https://doi.org/10.1111/j.1600-0838.2010.01143.x
4. Powers, S. K.; Jackson, M. J. Exercise-induced oxidative stress: cellular mechanisms and impact on muscle force production. Physiol Rev; 2008, 88, 1243–1276 https://dx.doi.org/10.1152%2Fphysrev.00031.2007
5. Banerjee, A. K.; Mandal, A.; Chanda, D.; Chakraborti, S. Oxidant, antioxidant and physical exercise. Mol Cell Biochem; 2003, 253, 307–312.
6. Boyas, S.; Gueґvel, A. Neuromuscular fatigue in healthy muscle: Underlying factors and adaptation mechanisms. Ann Phys Rehabil Med; 2011, 54, 88–108 https://doi.org/10.1016/j.rehab.2011.01.001
7. Reid, M. B.; Stokić, D. S.; Koch, S. M.; Khawli F. A.; Leis, A. A. N-acetylcysteine inhibits muscle fatigue in humans. J Clin Invest; 1994, 94, 2468–2474 https://doi.org/10.1172/JCI117615
8. Harris, R. C.; Sale C. Beta-alanine supplementation in high-intensity exercise. Med Sport Sci; 2012, 59, 1–17 https://doi.org/10.1159/000342372
9. Gharbi, N.; Pressac, M.; Hadchouel, M.; Szwarc, H.; Wilson, S. R.; Moussa F. C60 fullerene is a powerful antioxidant in vivo with no acute or subacute toxicity. Nano Lett; 2005, 5, 2578–2585. https://doi.org/10.1021/nl051866b
10. Prylutskyy, Y. I.; Vereshchaka, I. V.; Maznychenko, A. V.; Bulgakova, N. V.; Gonchar, O. O.; Kyzyma, O. A.; Ritter, U.; Scharff, P.; Tomiak, T.; Nozdrenko, D. M.; Mishchenko, I. V.; Kostyukov, A. I. C60 fullerene as promising therapeutic agent for correcting and preventing skeletal muscle fatigue. J Nanobiotechnology; 2017, 15(1), 8 https://doi.org/10.1186/s12951-016-0246-1
11. Vereshchaka, I.V.; Bulgakova, N. V.; Mazny-chenko, A. V.; Gonchar, O. O.; Prylutskyy, Y. I.; Ritter, U.; Moska, W.; Tomiak, T.; Nozdrenko, D. M.; Mishchenko, I. V.; Kostyukov, A. I. C60 Fullerenes diminish muscle fatigue in rats comparable to N-acetylcysteine or в-alanine. Front Physiol, 2018, 9, 517 https://doi.org/10.3389/fphys.2018.00517
12. Maisky, V. A.; Oleshko, N. N.; Bazilyuk, O. V.; Talanov, S. A.; Sagach, V. F.; Appenzeller, O. Fos and nitric oxide synthase in rat brain with chronic mesostriatal dopamine deficiency: effects of nitroglycerin and hypoxia. Parkinsonism Relat Disord; 2002, 8:261–270 https://doi.org/10.1016/s1353-8020(01)00030-x
13. Talanov, S. A.; Maisky, V. A.; Fedorenko, O. A. Natural complexes are more effective in neuroprotection than single antioxidants. Neuromedicine; 2017, 1:1–8 http://www.isaacpub.org /23/1458/1/1/11/2018/NRM.html
14. Paxinos, G., Watson, C. The rat brain in stereotaxic coordinates, 3rd edition. Academic Press; 1997.
15. Kirik, D.; Rosenblad, C.; Bjцrklund, A. Characterization of behavioral and neurodegenerative changes following partial lesions of the nigrostriatal dopamine system induced by intrastriatal 6-hyd-roxydopamine in the rat. Exp Neurol; 1998,152, 259–277 https://doi.org/10.1006/exnr.1998.6848
16. Casey, D. P.; Joyner, M. J. Local control of skeletal muscle blood flow during exercise: influence of available oxygen. J Appl Physiol; 2011, 111, 1527–1538 https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00895.2011
17. Clanton, T. L.; Zuo, L.; Klawitter P. Oxidants and skeletal muscle function: physiologic and pathophysiologic implications. Proc Soc Exp Biol Med; 1999, 222, 253–262 https://doi.org/10.1046/j.1525-1373.1999.d01-142.x
18. Lee, K. P.; Shin, Y. J.; Cho, S. C.; Lee, S. M.; Bahn, Y. J.; Kim, J. Y.; Kwon, E. S.; Jeong, D. Y.; Park, S. C.; Rhee, S. G.; Woo, H. A.; Kwon, K. S. Peroxiredoxin 3 has a crucial role in the contractile function of skeletal muscle by regulating mitochondrial homeostasis. Free Radical Biol Med; 2014, 77, 298–306 https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2014.09.010
19. Clarkson, P. M.; Thompson, H. S. Antioxidants: what role do they play in physical activity and health? Am J Clin Nutr; 2000, 72, 637–646 https://doi.org/10.1093/ajcn/72.2.637S
20. Ferreira, L. F.; Reid, M. B. Muscle-derived ROS and thiol regulation in muscle fatigue. J Appl Physiol; 2008, 104, 853–860 https://doi.org/ 10.1152/japplphysiol.00953.2007
21. Mach, J.; Midgley, A. W.; Dank, S.; Grant, R.; Bentley, D. J. The effect of antioxidant supple-mentation on fatigue during exercise: potential role for NAD+(H). Nutrients; 2010, 2, 319–329 https:// dx.doi.org/10.3390%2Fnu2030319
22. Hong, S. S.; Lee, J. Y.; Lee, J. S.; Lee, H. W.; Kim, H. G.; Lee, S. K.; Park, B. K.; Son, C. G. The traditional drug Gongjin-Dan ameliorates chronic fatigue in a forced-stress mouse exercise model. J Ethnopharmacol; 2015, 168, 268–278. https://doi.org/10.1016/j.jep.2015.04.001