Динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину
The changes of dynamic parameters of the contraction of skeletal muscle fibers of m. tibialis Rana temporaria frog in the isotonic condition during the modulated stimulation under the rutin solution action in the concentration range (10–5–10–3) mol/l are studied in detail.
Saved in:
| Date: | 2007 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1730 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину / Д.М. Ноздренко, Ю.І. Прилуцький // Доп. НАН України. — 2007. — N 7. — С. 192–196. — Бібліогр.: 8 назв. — укp. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859669313800110080 |
|---|---|
| author | Ноздренко, Д.М. Прилуцький, Ю.І. |
| author_facet | Ноздренко, Д.М. Прилуцький, Ю.І. |
| citation_txt | Динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину / Д.М. Ноздренко, Ю.І. Прилуцький // Доп. НАН України. — 2007. — N 7. — С. 192–196. — Бібліогр.: 8 назв. — укp. |
| collection | DSpace DC |
| description | The changes of dynamic parameters of the contraction of skeletal muscle fibers of m. tibialis Rana temporaria frog in the isotonic condition during the modulated stimulation under the rutin solution action in the concentration range (10–5–10–3) mol/l are studied in detail.
|
| first_indexed | 2025-11-30T13:07:24Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
7 • 2007
БIОФIЗИКА
УДК 577.3
© 2007
Д.М. Ноздренко, Ю. I. Прилуцький
Динамiка змiн генерацiї сили та довжини м’язових
волокон пiд впливом рутину
(Представлено членом-кореспондентом НАН України Д. М. Говоруном)
The changes of dynamic parameters of the contraction of skeletal muscle fibers of m. tibialis
Rana temporaria frog in the isotonic condition during the modulated stimulation under the
rutin solution action in the concentration range (10−5–10−3) mol/l are studied in detail.
Флавоноїди вiдiграють надзвичайно важливе значення у життєдiяльностi тваринних орга-
нiзмiв: проявляють Р-вiтамiнну активнiсть, зменшуючи проникнiсть i ламкiсть капiлярiв
та пiдвищуючи їх резистентнiсть, володiють антиоксидантними, протипухлинними та анти-
запальними властивостями [1, 2]. Вiдомо також, що флавоноїди здатнi впливати на функ-
цiонування скоротливих систем рiзних бiологiчних об’єктiв. Зокрема, було показано, що
флавоноїднi сполуки можуть брати участь у регуляцiї дiяльностi всiх типiв м’язiв, включа-
ючи гладенькi, скелетнi та мiокард [3, 4]. Однак участь цих речовин у механiзмах регуляцiї
роботи скелетних м’язiв дотепер практично не з’ясовано. Серед дослiджених на сьогоднi
флавоноїдних сполук вираженою дiєю на скоротливий апарат володiє рутин [5, 6]. За хiмiч-
ною будовою рутин є глiкозидом флавонолу — кверцетину (приєднання цукру вiдбувається
у положення 3 гетероциклiчного кiльця С кверцетину [7]).
У нашiй попереднiй роботi [8] було дослiджено динамiку скорочення скелетно-м’язо-
вих волокон жаби Rana temporaria в умовах використання електростимуляцiї та розчинiв
кверцетину. Показано, що кверцетин викликає зменшення силових та рухових вiдповiдей
м’язових препаратiв концентрацiйнозалежним способом. Це слугувало пiдгрунтям для до-
слiдження на тканинному рiвнi впливу розчинiв його глiкозиду — рутину на динамiчнi
параметри скорочення пiд впливом модульованої стимуляцiї.
Матерiали та методи. Дослiдження проводили на пучках волокон м’язу m. tibialis
anterior жаби Rana temporaria. Нативнi волокна видiляли механiчним шляхом пiсля дека-
пiтацiї пiддослiдних тварин. Iзольованi м’язовi волокна iнкубували протягом 2 год в iн-
тервалi +(3 ± 1) ◦С для адаптацiї до подальших умов експерименту. Фiксацiю м’язового
препарату здiйснювали за допомогою алюмiнiєвих затискачiв, змiцнених нейлоновими лi-
гатурами. Дослiджуваний об’єкт розмiщали в плексигласовiй камерi з постiйно циркулю-
ючим фiзiологiчним розчином Рiнгера (NaCl 115,5 мМ/л, KCl 2 мМ/л, CaCl2 1,8 мМ/л,
192 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №7
Na2HPO4 + NaH2PO4 2 мМ/л, pH 7,0). Один кiнець волокна приєднували до ємнiсного
датчика сили, чутливiсть якого дорiвнює 0,1 г на 1000 мВ. Датчик сили був жорстко зафiк-
сований на мiкроманiпуляторi з кроком 0,8 мкм, що дозволяло прикладати зовнiшнє наван-
таження шляхом натягу волокна. Другий кiнець препарату жорстко фiксували до датчика
довжини. Стимуляцiю здiйснювали за допомогою двох платинових електродiв, розмiщених
у дослiдницькiй камерi на вiдстанi 4 мм по обидва боки м’язових волокон. Стимуляцiю про-
водили прямокутними iмпульсами частотою 30 Гц та тривалiстю 3000 мс. Перiод релаксацiї
становив 2 хв. Стимуляцiю задавали з комп’ютера за допомогою генератора iмпульсiв. Усi
дослiджуванi процеси контролювали вiзуально через осцилограф i фiксували на комп’юте-
рi. Циркулюючий фiзiологiчний розчин Рiнгера подавали в камеру через систему трубок.
За отриманими даними будували кривi залежностi сили скорочення та змiни довжини м’я-
зового скорочення у результатi дiї рiзних концентрацiй хлориду алюмiнiю.
Результати дослiджень. Для зручностi опису отриманих результатiв та їх адекватно-
го трактування нами був проведений аналiз розподiлу динамiчної вiдповiдi активного м’язу
на окремi часовi фази (тривалiстю по 500 мс), якi вiдповiдають рiзним функцiональним
станам процесу скорочення. Силову вiдповiдь м’язу було роздiлено на три функцiональнi
фази. Фаза F1 — початок силової вiдповiдi м’язу (ця дiлянка виникає безпосередньо пiсля
дiї стимулювального сигналу); фаза F2 — вiдповiдає виходу силової продуктивностi м’язу
на стацiонарний рiвень (без помiтного тренду в той або iнший бiк); фаза F3 — закiнчення
скорочення м’язу (вiдповiдає завершенню стимулювального подразнення). Слiд вiдзначити,
що у бiльшостi випадкiв мiж фазами F1 та F2 мала мiсце тривала часова затримка. Змiну
амплiтуди довжини м’язових волокон також було розбито на три фази: фаза L1 — поча-
ток змiни довжини м’язу (першi 500 мс стимулювального сигналу); фаза L2 — вiдповiдає
часовiй дiлянцi виходу довжини на стацiонарний рiвень скорочення.
Щоб встановити концентрацiї рутину, пiд впливом яких вiдбувались змiни динамiчних
параметрiв скорочення, було дослiджено дiю рутину на м’язове скорочення у дiапазонi кон-
центрацiй (10−8–10−3) моль/л. У результатi дослiджень було виявлено, що розчини рутину
в концентрацiях нижче 10−5 моль/л не впливали на роботу скелетно-м’язових препаратiв.
Виходячи з цього для оцiнки iнтенсивностi впливу рутину на динамiчнi параметри скоро-
чення використовували розчини флавоноїду в дiапазонi концентрацiй (10−5–10−3) моль/л
(рис. 1).
У результатi проведених дослiджень встановлено, що концентрацiя рутину 10−5 моль/л
iстотно не впливала на силовi параметри та змiну довжини дослiджуваних об’єктiв. На
другiй хвилинi дiї розчину зазначеної концентрацiї сила м’язового скорочення упродовж
фаз F1 i F2 становила (99,2±0,7)% та (99±0,9)% вiдповiдно, та упродовж фази F3 — (99,5±
± 0,6)% вiд контрольних значень. За цих умов спостерiгалося зниження довжини м’язових
препаратiв упродовж фази L1 до (99,4±0,7)%, а фази L2 до (99,5±0,8)% на шостiй хвилинi
спостереження, яке залишалося на такому рiвнi до кiнця стимуляцiї.
У результатi дослiджень розчину рутину в концентрацiї 10−4 моль/л було встановлено,
що iнгiбiторна дiя флавоноїду на динамiчнi параметри скорочення зростала (рис. 2). Мак-
симальне зниження сили м’язового скорочення вiдбувалося упродовж фази F2 i становило
(95,3±1,2)% вiд контролю. Максимальне зниження довжини м’язових волокон вiдбувалось
упродовж фази L2 i становило (95,2 ± 2,1)% вiд контрольних значень. Проте цi змiни були
статистично невiрогiдними.
Скорочення досягало стацiонарного рiвня протягом описаних фаз пiсля дванадцятої хви-
лини експерименту. За цих даних умовна максимальна сила скорочення у фазi F1 практично
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №7 193
Рис. 1. Вплив розчинiв рутину в концентрацiях, моль/л: 10−5 (а), 10−4 (б ) та 10−3 (в) на динамiчнi пара-
метри скорочення, викликанi стимуляцiєю з частотою 30 Гц i тривалiстю 3 с: жирними лiнiями позначено
тривалiсть та форму стимуляцiйного сигналу. По осi абсцис вiдображено тривалiсть скорочення, по осi ор-
динат змiну параметрiв скорочення у вiдсотках вiд початкового рiвня. Заштрихованi областi вiдповiдають
межам дослiджуваних фаз (F1, F2, F3, L1, L2). Початок силової вiдповiдi м’язу, який виникає безпосередньо
пiсля дiї стимуляцiйного сигналу (фази F1, L1); вихiд силової вiдповiдi м’язу на стацiонарний режим (F2,
L2); фаза закiнчення м’язового скорочення, яка вiдповiдає завершенню стимуляцiйного подразнення (F3).
Тривалiсть видiлених фаз 500 мс. Час релаксацiї 2 хв
не змiнювалась i становила (98 ± 0,8)% на шостiй хвилинi дiї рутину (рис. 2, а). Упродовж
фази F3 найбiльше зменшення силових параметрiв вiдбувалось на десятiй хвилинi i стано-
вило (96± 1,3)% вiд контролю. Максимальне зменшення скорочення м’язових волокон при
використаннi розчину рутину цiєї концентрацiї спостерiгалось на десятiй хвилинi i стано-
вило (94,1 ± 1,6)% упродовж фази L1 та (95,2 ± 2,1)% упродовж фази L2 (рис. 2, г, д).
У результатi дослiджень впливу розчинiв рутину концентрацiєю 10−3 моль/л було вста-
новлено поступове зменшення динамiчних параметрiв м’язового скорочення. Змiни у дина-
мiцi м’язового скорочення вiдбувалися пiсля четвертої хвилини дiї розчину рутину упро-
довж усiх фаз скорочення, за винятком фази F1. Найменше зниження сили м’язового ско-
рочення вiдбувалося упродовж фази F1 i становило (97 ± 1,4)% вiд контролю. Досягнен-
ня стацiонарного стану скорочення вiдбувалося пiсля четвертої хвилини дiї стимулюючо-
го подразника. Максимальне зниження сили скорочення упродовж фаз F2 та F3 вiдбува-
лось пiсля чотирнадцятої хвилини спостереження i становило (92 ± 1,6)% та (89,4 ± 2)%
(p > 0,05) вiдповiдно (рис. 2, б, в). Максимальне зниження довжини м’язового скорочення
спостерiгалося на дванадцятiй хвилинi експерименту упродовж фази L1 та фази L2 i ста-
новило (87,8 ± 1,2)% та (87,6 ± 2,4)% (p > 0,05) вiд контрольного рiвня вiдповiдно. При
використаннi 10−3 моль/л розчину рутину зменшення довжини м’язового скорочення носи-
ло дещо нерiвномiрний характер упродовж фаз L1 та L2. Вiдмивання м’язових препаратiв
розчином Рiнгера супроводжувалося вiдновленням динамiчних параметрiв скорочення до
вихiдних значень.
Описання впливу певних бiологiчно активних речовин на таку динамiчну структуру як
скелетно-м’язове волокно є неповним без розумiння часового процесу взаємодiї реагенту зi
194 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №7
Рис. 2. Вплив розчинiв рутину на динамiчнi параметри скорочення, викликанi електростимуляцiєю з час-
тотою 30 Гц та тривалiстю 3000 мс, залежно вiд тривалостi дiї реагенту:
1 — розчин рутину 10−5 моль/л; 2 — 10−4 моль/л; 3 — 10−3 моль/л.
а — Фаза F1; б — F2; в — F3; г — L1; д — L2. Тривалiсть видiлених фаз 500 мс. Час релаксацiї 2 хв. Iншi
позначення такi самi, як на рис. 1
скоротливим апаратом. Скорочення м’язового волокна не можна уявити як однорiдний та
лiнiйний бiохiмiчний процес. Часовi дiлянки поодинокого скорочення є синхронною взаємо-
дiєю множинних високомолекулярних, фiбрилярних та хiмiчних компонентiв, якi взаємодi-
ють в строго визначенiй часовiй послiдовностi. Вплив одного й того ж хiмiчного реагенту на
рiзнi часовi дiлянки скоротливого акту може призводити не лише до прояву або вiдсутностi
ефекту, а й залежно вiд часу дiї пригнiчувати або посилювати процес скорочення.
Результатами проведених дослiджень доведено, що рутин у концентрацiях 10−5
й 10−4 моль/л iстотно не впливає на роботу скелетно-м’язових препаратiв. Поряд з цим
пiдвищення концентрацiй рутину до 10−3 моль/л викликало зниження дослiджуваних па-
раметрiв скорочення без помiтних флуктуацiйних коливань, проте таке зменшення не було
статистично вiрогiдним. Слiд вiдзначити, що цi змiни насамперед стосувалися загального
зниження дослiджуваних динамiчних параметрiв скорочення м’язових волокон. Нами бу-
ло встановлено, що змiни сили скорочення пiд впливом флавоноїду рiзнилися упродовж
дослiджуваних фаз скорочення. Найменшому впливу генерацiя силової вiдповiдi м’язових
волокон пiддавалися впродовж фаз дотетанiчного скорочення (F1). Розбiжностi змiн амплi-
туди довжини м’язових волокон упродовж рiзних фаз були незначними. Змiна амплiтуди
довжини скорочення була значно чутливiшою до пiдвищення концентрацiй дослiджуваних
речовин у порiвняннi зi змiнами генерацiї сили.
На нашу думку, iнгiбуючий ефект рутину виявляється як на молекулярному, так i на
клiтинному рiвнi. В основi механiзму дiї флавоноїдiв лежить їх здатнiсть впливати на функ-
цiонування ферментних систем м’язiв та активнiсть транспортних систем.
1. Formica J. V., Regelson W. Review of the biology of quercetin and related bioflavonoids // Food Chem.
Toxicol. – 1995. – 33. – P. 1061–80.
2. Nijveldt R. J., Nood E., Hoorn D.E. et al. Flavonoids: a review of probable mechanisms of action and
potential applications // Amer. J. Clin. Nutr. – 2001. – 74. – P. 418–425.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №7 195
3. Midletond E., Kandaswami J. C., Theoharides T. C. The Effects of Plant Flavonoids on Mammalian Cells:
Implications for Inflammation, Heart Disease, and Cancer // Pharmacol. Rev. – 2000. – 52. – P. 673–751.
4. Sosa T., Chaves N., Alias J.C. et al. Inhibition of mouth skeletal muscle relaxation by flavonoids of Citrus
ladanifer L.: a plant defense mechanism against herbivores // J. Chem. Ecol. – 2004. – 30. – P. 1087–101.
5. Zyma V.L., Miroshnichenko N. S., Danilova V.M., Gin E. E. Interaction of flavonoids compounds with
contractile proteins of skeletal muscle // Gen. Physiol. Biophys. – 1988. – 7. – P. 165–175.
6. Hidalgo C., Gonzalez M.E., Garcia A.M. Calcium transport in transverse tubules isolated from rabbit
skeletal muscle // Biochim. Biophys. Acta. – 1986. – 29. – P. 279–86.
7. Георгиевский В.П., Рыбаченко А.И., Казаков А.Л. Физико-химические и аналитические характери-
стики флавоноидных соединений. – Ростов на Дону: Изд-во Ростов. ун-та, 1988. – 143 с.
8. Мельничук О.М., Ноздренко Д.М., Мiрошниченко М.С. Вплив рiзних концентрацiй кверцетину на
динамiчнi параметри скорочення м’язових волокон жаби в iзотонiчному режимi // Фiзика живого. –
2004. – 2. – С. 83–91.
Надiйшло до редакцiї 23.11.2006Київський нацiональний унiверситет
iм. Тараса Шевченка
196 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №7
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1730 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-30T13:07:24Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ноздренко, Д.М. Прилуцький, Ю.І. 2008-09-02T16:59:12Z 2008-09-02T16:59:12Z 2007 Динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину / Д.М. Ноздренко, Ю.І. Прилуцький // Доп. НАН України. — 2007. — N 7. — С. 192–196. — Бібліогр.: 8 назв. — укp. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1730 577.3 The changes of dynamic parameters of the contraction of skeletal muscle fibers of m. tibialis Rana temporaria frog in the isotonic condition during the modulated stimulation under the rutin solution action in the concentration range (10–5–10–3) mol/l are studied in detail. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Біофізика Динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину Article published earlier |
| spellingShingle | Динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину Ноздренко, Д.М. Прилуцький, Ю.І. Біофізика |
| title | Динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину |
| title_full | Динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину |
| title_fullStr | Динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину |
| title_full_unstemmed | Динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину |
| title_short | Динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину |
| title_sort | динаміка змін генерації сили та довжини м'язових волокон під впливом рутину |
| topic | Біофізика |
| topic_facet | Біофізика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1730 |
| work_keys_str_mv | AT nozdrenkodm dinamíkazmíngeneracíísilitadovžinimâzovihvolokonpídvplivomrutinu AT prilucʹkiiûí dinamíkazmíngeneracíísilitadovžinimâzovihvolokonpídvplivomrutinu |