2. DIO Ekstrakt Cistanche Tubulosa (Schenk) Wight poboljšava performanse stražnjih udova i ublažava ekspresiju teškog lanca miozina IId/IIx kod miševa imobiliziranih livenjem

KLIKNITE OVDJE ZA 1. DIO

Za više informacija kontaktirajte:Joanna.jia@wecistanche.com

4. Diskusija

Naša nova metoda imobilizacije gipsom rezultirala je izraženim gubitkom mišića, uporedivim s drugim metodama imobilizacije gipsom [17–24], izazivajući otprilike 10–45 posto gubitka mišićne mase gastrocnemiusa za 10 do 21 dan. Također, smanjen je CSA miofibera, što ukazuje na smanjenje mišićne mase. Ova promjena mišića bila je praćena povećanjem ekspresije MyHC IId/IIx, što je uočeno u nekoliko drugih studija o atrofiji mišića neupotrebe [11, 12]; dakle, verujemo u tozadnji udneupotreba zbog izazvane imobilizacijom gipsazadnji udmišićarasipanje.

Skeletni mišić sisara sadrži spora i brza mišićna vlakna. Svojstva ovih vlakana su određena ekspresijom višestrukih izoformi MyHC (I, IIa, IId/IIx i IIb, koji postoje samo kod malih sisara). Izoforma I ima profil sporog trzanja, dok izoforme IIa, IId/IIx i IIb, ovim redosledom, imaju sve više brze trzajuće profile, pri čemu je IIb najbrži [36]. Kada dođe do gubitka mišića, dolazi i do promjene u tipu miofibera, a posebno do sporog u brzi pomak u slučajevima gubitka neuralnog utjecaja i mehaničkog opterećenja. Pretpostavlja se da su gore spomenute promjene u ekspresiji MyHC IId/IIx posljedica promjene tipa miofibera sa sporog na brz [10]. Nasuprot tome, pothranjenost, upala i sarkopenija indukuju brzi ka spori pomak tipa miofibera [10] kroz smanjenje vlakana tipa II [1]; međutim, nekoliko izvještaja je otkrilo da su vlakna tipa I smanjena i kod sarkopenije, gdje formiraju vlakna koja koekspresiraju MyHC [37]. Oralna primjena CTE tokom 13 dana je imala tendenciju poboljšanja pogoršanjazadnji udfunkcijai da suzbije povećanje ekspresije MyHC IId/IIx, iako ne na statistički značajan način. Zanimljivo je da se smanjenje mišićne mase nije istovremeno poboljšalo. Ovi rezultati sugeriraju da CTE može ublažiti pomak tipa miofibera od sporog ka brzom, čime je u suprotnosti s pogoršanjem funkcije mišića stražnjih udova.

Cistanchemože poboljšatizadnji udfunkcija, kliknite ovdje da saznate više

Budući da TS prirodno predstavlja profil kontrakcije sporog tipa, sugerirano je da pomak tipa mišićnih vlakana od sporog ka brzom zajedno s atrofijom mišića može izazvati oštećenje mišićne funkcije, a slabljenje ovog pomaka može ga ublažiti. Na primjer, Desaphy et al. izvijestili su da je u mišiću soleusa kod miševa neopterećenih stražnjim udovima nivo ekspresije MyHC IId/IIx i IIb povećan, dok je nivo IIa smanjen, a ove promjene su se dogodile zajedno sa pomakom mehaničkog praga i promjenama parametara ekscitabilnosti, zajedno sa smanjenje mišićne mase; također je otkriveno da antioksidativni tretman Troloxom može

neutraliziraju ove promjene, ali nije bilo efekta na mišićnu masu [11]. Ferraro et al. također je otkrio sličan fenomen korištenjem trimetazidina (TMZ); Primjena TMZ kod starijih miševa poboljšala je snagu mišića prednjih ekstremiteta bez povećanja mišićne mase, a ova promjena je bila praćena povećanjem MyHC I [33]. Nasuprot tome, 8-nedjeljna primjena 2-adrenoreceptora BRL-47672 značajno je povećala MyHC IIb, značajno smanjila ekspresiju MyHC I i dovela do 22 posto povećanja mišićnog kompleksa gastrocnemius-plantaris-soleus ( GPS) mase, iako je to rezultiralo pogoršanjem GPS performansi [38].

Cistancheje dragoceni kineski biljni lek, koji ima mnogo efekata na ljudski organizam

Molekularni mehanizmi koji leže u osnovi CTE-ovih efekata na gubitak mišića ostaju nepoznati, uključujući molekularne komponente CTE-a koje utiču na performanse mišića. Nedavno smo izvijestili da barem jedan od sastojaka CTE, akteozid, poboljšava performanse mišića mišjeg modela ozljede kičmene moždine [39]. Pretpostavlja se da je nekoliko molekularnih puteva uključeno u promjenu fenotipa miofibera sa sporog na brz, uključujući aktivaciju nuklearnog faktora Ca2 plus kalcineurina na putu T-ćelija 1 (NFATc1) i Ca2 plus kalmodulin kinaza-histon deacetilaza (HDAC) 4/ 5 put faktora 2 povećanja miocita [36, 40, 41]. Osim toga, putevi koji uključuju ekstracelularno-srodnu kinazu (ERK) 1/2, AMP-aktiviranu protein kinazu (AMPK) sirtuin 1 peroksizomski proliferator aktivira gama koaktivator receptora 1- (PGC1-) i specifične mišiće mikroRNA su također povezane sa promjenama tipa miofibera koje se javljaju pri nekorišćenju mišića [36, 41]. Međutim, trenutno nisu dostupni podaci o odnosu između primjene CTE-a i promjene tipa miofibera. Dalji eksperimenti bi trebali nastojati da razjasne molekularne mehanizme koji leže u osnovi efekata CTE, kao i akteozida, na promjene fenotipa miofibera i poboljšanja u performansama mišića; u tu svrhu treba izvesti eksperimente na ćelijskim linijama mioblasta, kao što su ćelije C2C12 [42].

Nekoliko drugih eksperimenata bi također trebalo biti izvedeno u budućim istraživanjima ove teme. Kako bi se robusno odredio učinak CTE-a na promjenu tipa miofibera, CTE bi trebao biti primijenjen na različite životinjske modele neupotrebe mišićne atrofije i testiran, na primjer, na dijafragmi

Cistancheekstrakt ima mnoge prednosti

životinja sa mehaničkom ventilacijom [43] ili na štakorima izloženim hipogravitaciji u svemirskom letu [44]. Ljudski podaci, kao što je atrofija mišića zbog mirovanja u krevetu, također bi bili neophodni. Trebalo bi testirati trajanje primjene CTE duže od 13 dana, jer može dovesti do boljih ishoda. Štoviše, primjena CTE nakon izazivanja mišićne atrofije također može imati učinak na fazu oporavka od atrofije mišića, dok su naši podaci fokusirani samo na njen preventivni učinak.

5. Zaključci

Naši rezultati pokazuju da CTE ublažava smanjenje ekspresije MyHC IId/IIx i poboljšava performanse atrofiranih mišića uzrokovanih neupotrebom, bez povećanja mišićne mase. Nadalje, oni pokazuju da je ovdje predstavljena nova metoda gipsa za imobilizaciju stražnjih udova učinkovita i korisna u eksperimentima s gubitkom mišića. Otkrili smo da izaziva smanjenje veličine mišića, mišićnog CSA i sadržaja MyHC IId/IIx, zajedno sa smanjenim performansama mišića.

Dostupnost podataka

Podaci koji se koriste kao podrška nalazima ove studije uključeni su u ovaj članak.

Sukobi interesa

Nema sukoba interesa.

Prilozi autora

YK i CT su proveli i dizajnirali eksperimente. YK je izveo eksperimente. YK i CT su analizirali podatke. YK, CT, YS i TK su napisali rad. Svi autori su odobrili konačnu verziju rukopisa.

Priznanja

Autori su zahvalni svojim kolegama u Odsjeku za japansku orijentalnu medicinu i Odjeljenju za neuromedicinske nauke na njihovoj velikodušnoj podršci i produktivnim diskusijama. Autori se žele zahvaliti Editageu (http://www.editage.jp) za uređivanje na engleskom jeziku. Ovo istraživanje je podržano grantom JSPS KAKENHI, 2014. (broj granta JP17H03558), grantom za 2015. za zajednički istraživački projekat Instituta za prirodnu medicinu Univerziteta Toyama, i diskrecionim sredstvima predsjednika Univerzitet Toyama 2014, 2015, 2016 i 2017.

cistanchekoristi deserticola

Reference

[1] N. Miljković, J.-Y. Lim, I. Miljković, i WR Frontera, "Starenje vlakana skeletnih mišića", Annals of Rehabilitation Medicine, vol. 39, br. 2, str. 155–162, 2015.

[2] Z. Aversa, P. Costello i M. Muscaritoli, "Kancerom izazvano trošenje mišića: najnoviji nalazi u prevenciji i liječenju," Therapeutic Advances in Medical Oncology, vol. 9, br. 5, str. 369–382, 2017.

[3] O. Schakman, S. Kalista, C. Barbe´, A. Loumaye i JP Thissen, "Atrofija skeletnih mišića izazvana glukokortikoidima", Re International Journal of Biochemistry & Cell Biology, vol. 45, br. 10, str. 2163–2172, 2013.

[4] SS Rudrappa, DJ Wilkinson, PL Greenhaff, et al., "Atrofija neupotrebe ljudskih skeletnih mišića: efekti na sintezu mišićnih proteina, razgradnju i insulinsku rezistenciju - kvalitativni pregled", Frontiers in Physiology, vol. 7, str. 361, 2016.

[5] RG Brower, "Posljedice mirovanja u krevetu," Critical Care Medicine, vol. 37, br. 10, str. S422–S428, 2009.

[6] K. Yamauchi, A. Yoshiko, S. Suzuki, et al., "Atrofija mišića i oporavak pojedinačnih mišića butine mjereno magnetskom rezonancom tokom liječenja gipsom za frakturu skočnog zgloba ili stopala," Journal of Orthopedic Hirurgija (Hong Kong), vol. 25, br. 3, ID članka 2309499017739765, 2017.

[7] V. Dutt, S. Gupta, R. Dabur, E. Injeti i A. Mittal, "Atrofija skeletnih mišića: potencijalni terapeutski agensi i njihovi mehanizmi djelovanja", Pharmacological Research, vol. 99, str. 86–100, 2015.

[8] S. Ciciliot, AC Rossi, KA Dyar, B. Blaauw i S. Schiafino, "Specifičnost tipa mišića i tipa vlakana u gubitku mišića", Re International Journal of Biochemistry & Cell Biology, vol. 45, br. 10, str. 2191–2199, 2013.

[9] J.-F. Desaphy, S. Pierno, A. Liantonio et al., "Antioksidativni tretman miša bez opterećenja na zadnjim udovima suprotstavlja tranziciju tipa vlakana, ali ne i atrofiju mišića koji se ne koriste," Pharmacological Research, vol. 61, br. 6, str. 553–563, 2010.

[10] HZ Feng, X. Chen, MH Malek, i JP Jin, "Sporo oporavak oslabljenog otpora na zamor u mišićima soleus miša koji rasterećuju luk, što odgovara smanjenoj mitohondrijalnoj funkciji i kompenzatornom povećanju sporih vlakana tipa I", American Journal of Physiology, Cell Physiology, vol. 310, br. 1, str. C27–C40, 2016.

[11] Ministarstvo zdravlja, rada i socijalne skrbi, "CistancheHerb" u sedamnaestom izdanju Japanske farmakopeje, Ministarstvo zdravlja, rada i socijalne skrbi, 2016.

[12] Komisija Kineske farmakopeje, Farmakopeja Narodne Republike Kine Ver. 2015, China Medical Science and Technology Press, Peking, Kina, 2015.

[13] N. Wang, S. Ji, H. Zhang, S. Mei, L. Qiao i X. Jin, "Herbacistanches: protiv starenja, Starenje i bolesti, vol. 8, br. 6, str. 740–759, 2017.

[14] Z. Fu, X. Fan, X. Wang i X. Gao, "CistanchesHerba: pregled njene hemije, farmakologije i farmakokinetike," Journal of Ethnopharmacology, vol. 219, str. 233–247, 2018.

[15] TN Frimel, F. Kapadia, GS Gaidosh, Y. Li, GA Walter i K. Vandenborne, "Model mišićne atrofije korištenjem gipsane imobilizacije kod miševa", Muscle & Nerve, vol. 32, br. 5, str. 672–674, 2005.

[16] N. Kawanishi, R. Nozaki, H. Naito i S. Machida, "TLR4- defektni (C3H/HeJ) miševi nisu zaštićeni od atrofije mišića izazvane gipsom imobilizacijom," Physiological Reports , vol. 5, br. 8, 2017.

[17] L. Madaro, P. Smeriglio, M. Molinaro i M. Bouche´, "Unilateralna imobilizacija: jednostavan model atrofije udova kod miševa", Basic Applied Myology, vol. 18, str. 149–153, 2008.

[18] EL Coutinho, ARS Gomes, CN França, i TF Salvini, "Novi model za imobilizaciju zadnjeg uda pacova", Brazilian Journal of Medical and Biological Research, vol. 35, br. 11, str. 1329–1332, 2002.

[19] MAS Khan, N. Sahani, KA Neville, et al., "Nehirurški izazvana atrofija mišića i neuromuskularna disfunkcija povećavaju regulaciju alfa7 acetilkolinskih receptora," Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, vol. 92, br. 1, str. 1–8, 2014.

[20] A. Onda, H. Kono, Q. Jiao, et al., "Novi mišji model atrofije skeletnih mišića pomoću imobilizacije spiralnom žicom", Muscle & Nerve, vol. 54, br. 4, str. 788–791, 2016.

[21] A. Mokhtarian, JP Lefaucheur, PC Even, i A. Sebille, "Imobilizacija stražnjih udova primijenjena na 21-day oldmdx miševe sprječava pojavu mišićne degeneracije," Journal of Applied Physiology, vol. 86, ne. 3, str. 924–931, 1999.

[22] AZ Caron, G. Drouin, J. Desrosiers, F. Trendz i G. Grenier, "Nova procedura imobilizacije stražnjih udova za proučavanje atrofije i oporavka skeletnih mišića kod miša", Journal of Applied Physiology, vol. 106, br. 6, str. 2049–2059, 2009.

[23] P. Londhe i DC Guttridge, "Gubitak skeletnih mišića izazvan upalom," Bone, vol. 80, str. 131–142, 2015.

[24] RD Prisby, BJ Behnke, MR Allen i MD Delp, "Efekti skeletnog rasterećenja na vazomotorna svojstva glavne nutritivne arterije femura pacova," Journal of Applied Physiology, vol. 118, br. 8, str. 980–988, 2015.

[25] T. Ohira, F. Kawano, T. Ohira, K. Goto i Y. Ohira, "Reakcije skeletnih mišića na gravitaciono rasterećenje i/ili ponovno opterećenje", Re Journal of Physiological Sciences, vol. 65, br. 4, str. 293–310, 2015.

[26] JW Kim, SK Ku, KY Kim, et al., "Schisandrae Fructus suplementacija poboljšava mišićnu atrofiju izazvanu neurektomijom ishijadičnog mišića kod miševa," Oxidative Medicine and Cellular Longevity, vol. 2015, ID članka 872428, 17 strana, 2015.

[27] BA Cisterna, C. Cardozo i JC Sa´ez, "Uključenost neurona u mišićnu atrofiju," Frontiers in Cellular Neuroscience, vol. 8, str. 405, 2014.

[28] K. Sugimoto, "Primjena bolesti životnog stila - životinjski modeli na istraživanje sarkopenije", Nippon Ronen Igakkai Zasshi. Japanski časopis za gerijatriju, vol. 50, br. 6, str. 766–769, 2013.

[29] M. Tamaki, K. Miyashita, A. Hagiwara, et al., "Tretman grelinom poboljšava fizički pad kod miševa sa modelom sarkopenije kroz povećanje mišića i aktivaciju mitohondrija," Endocrine Journal, vol. 64, br. Dodatak, str. S47–S51, 2017.

[30] JW Kim, S.-K. Ku, MH Han, et al., "Primjena Fructus Schisandrae ublažava atrofiju mišića izazvanu deksametazonom kod miševa," International Journal of Molecular Medicine, vol. 36, br. 1, str. 29–42, 2015.

[31] E. Ferraro, F. Pin, S. Gorini, et al., "Poboljšanje performansi skeletnih mišića u starenju pomoću metaboličkog modulatora trimetazidina," Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle, vol. 7, br. 4, str. 449–457, 2016.

[32] Y. Kishida, S. Kagawa, J. Arimitsu, et al., "Go-sha-jinki-Gan (GJG), tradicionalni japanski biljni lijek, štiti od sarkopenije kod miševa sa ubrzanim starenjem", Phytomedicine, vol. . 22, br. 1, str. 16–22, 2015.

[33] RM Deacon, "Mjerenje motoričke koordinacije kod miševa", Journal of Visualized Experiments: Jove, vol. 75, ID članka e2609, 2013.

[34] J. Talbot i L. Maves, "Tip skeletnih mišićnih vlakana: korištenje uvida iz biologije razvoja mišića za seciranje ciljeva za osjetljivost i otpornost na bolesti mišića", Wiley Interdisciplinary Reviews: Developmental Biology, vol. 5, br. 4, str. 518–534, 2016.

[35] FM Purves-Smith, N. Sgarioto, i RT Hepple, "Tipkanje vlakana u starenju mišića," Exercise and Sport Sciences Reviews, vol. 42, br. 2, str. 45–52, 2014.

[36] DJ Baker, D. Constantin-Teodosiu, SW Jones, JA Timmons i PL Greenhaff, "Hronični tretman sa 2-agonistom adrenoceptora prolijekom BRL-47672 narušava funkciju skeletnih mišića pacova izazivanjem sveobuhvatnog prelazak na brži fenotip mišića“, Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, vol. 319, br. 1, str. 439–446, 2006.

[37] A. Kodani, T. Kikuchi i C. Tohda, "Akteozid poboljšava mišićnu atrofiju i motoričku funkciju indukcijom nove sekrecije miokina kod kronične ozljede kičmene moždine", Journal of Neurotrauma, vol. 36, br. 12, str. 1935–1948, 2019.

[38] BS Shenkman, "Od sporog do brzog: hipogravitacijom izazvano remodeliranje fenotipa miozina mišićnih vlakana", Acta Naturae, vol. 8, br. 4, str. 47–59, 2016.

[39] KM Baldwin, F. Haddad, CE Pandorf, RR Roy i VR Edgerton, "Promjene mišićne mase i kontraktilnog fenotipa kao odgovor na modele rasterećenja: uloga transkripcijskih/pretranslacijskih mehanizama", Frontiers in Physiology, vol. 4, str. 284, 2013.

[40] X. Chen, Y. Guo, G. Jia, G. Liu, H. Zhao i Z. Huang, "Arginin promoviše transformaciju tipa vlakana skeletnih mišića od brzog do sporog trzaja putem Sirt1/AMPK puta, " Re Journal of Nutritional Biochemistry, vol. 61, str. 155–162, 2018.

[41] MJ Tobin, F. Laghi i A. Jubran, "Narativni pregled: respiratorna slabost mišića izazvana ventilatorom", Annals of Internal Medicine, vol. 153, br. 4, str. 240–245, 2010.

[42] DA Riley, S. Ellis, GR Slocom, T. Satyanarayana, JLW Bain i FR Sedlak, "Hypogravitation-induced atrophy of rat soleus and extensor digitorum longus mišića", Muscle & Nerve, vol. 10, br. 6, str. 560–568, 1987.