ИСТИНА

На 2017 г. запланировано сравнение различий в молекулярных механизмах адаптации скелетной мышцы к выполнению силовых упражнений у неадаптированных и адаптированных к силовым нагрузкам людей. На 2018 и 2019 гг. запланировано выявление эффектов хронических 2-месячных тренировок на фоне приема незаменимых аминокислот на физиологические и биохимические показатели функционирования целого организма, а также на молекулярные показатели функционирования рабочей скелетной мышцы. Параллельно будет изучаться митохондриальный и ядерный аппарат мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) в ответ на воздействие проапоптотического агента стауроспорина методом конфокальной сканирующей лазерной микроскопии с использованием специфических митохондриальных и ядерных флуоресцентных красителей (митотрекеров и DAPI). На 2018 - 2020 годы планируется 1)исследование воздействия экстремальных факторов на клеточную организацию и внутриклеточные органеллы свето- и электронно-микроскопическими методами. 2)Исследование влияния незаменимых АК на регуляцию биогенеза клеточных мембран в скелетной мышце и на скорость восстановления мышцы после травм опорно-двигательного аппарата.

Recently the molecular mechanisms of skeletal muscle adaptation to low-intensity long-lasting (aerobic) and to high-intensity short (strength) exercises were investigated in the frame of theme: “Systemic, cellular and molecular mechanisms of organism functioning under extreme conditions: microgravity and intense physical loads”. The differences in molecular mechanisms of adaptation to strength exercise of trained and untrained human skeletal muscle will be studied in 2017. The effects of the 2 month training at the background of essential amino acids administration on whole organism physiological and biochemical indices and on molecular mechanisms in working skeletal muscle will be studied in 2018-2019. Second task: In 2017 the mitochondrial and nuclear apparatus of multipotent mesenchymal stromal cells (MMSC) will be investigated in response to pro-apoptotic agent staurosporine by confocal laser scanning microscopy with the use of specific nuclear and mitochondrial fluorescent dyes (DAPI and mitotrackers). Currently we have tested different fluorescent mitochondrial dyes on MMSC (potential sensitive and non-sensitive). In 2018 and 2019 We plan to study the impact of extreme factors on the cellular organization and intracellular organelles by means of light- and electron-microscopic methods. In 2016 we investigated the effect of resistance exercise intensity and exercise-induced metabolic stress on the activation of anabolic signaling and expression of myogenic genes in skeletal muscle. Ten strength-trained athletes performed high-intensity [HI, 75% of 1repetition maximum (RM)], middle-intensity (MI, 50% 1RM), or middle-intensity (50% 1RM) no-relaxation exercise (MIR). Kinase phosphorylation level and myogenic gene expression in muscle samples were evaluated before, 45 min, 5 h, and 20 h after exercise. The lactate concentration in MI was approximately 2-fold lower than in the 2 other sessions, and was highest in MIR. The phosphorylation level of extracellular kinase 1/2Thr202/Tyr204 after exercise was related to metabolic stress. Metabolic stress induced a decrease in myostatin mRNA expression, whereas mechano-growth factor mRNA level depended on exercise intensity. Conclusion: This study demonstrates that both intensity and exercise-induced metabolic stress can be manipulated to affect muscle anabolic signaling.

Ожидается, что молекулярные механизмы адаптации скелетной мышцы к выполнению физических упражнений зависят от уровня ее адаптированности (тренированности). Предполагается, что использование незаменимых аминокислот во время хронических физических нагрузок может направленно модулировать молекулярные ответы скелетной мышцы на нагрузку, а именно: влиять на регуляцию скорости синтеза белка и регуляцию биогенеза мышечных мембран. По второму направлению: выделенные мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки будут инкубироваться не только при стандартном атмосферном содержании О2 (20%), но и в гипоксических условиях (1-5%). Будут оценены апоптотические эффекты воздействия стауроспорина при различных концентрациях О2, в первую очередь состояние ядерного аппарата и митохондриального пула ММСК. С помощью специфических митохондриальных красителей (митотрекеров) и сканирующего лазерного конфокального микроскопа LSM-780 (Zeiss) будет проведено морфометрическое исследование ядер и митохондрий. По плану на 2016 год ожидалось, что молекулярные механизмы адаптации скелетной мышцы к выполнению физических упражнений зависят от уровня ее адаптированности (тренированности). Предполагается, что использование незаменимых аминокислот во время хронических физических нагрузок может направленно модулировать молекулярные ответы скелетной мышцы на нагрузку, а именно: влиять на регуляцию скорости синтеза белка и регуляцию биогенеза мышечных мембран. Ожидается, что в 2018-2020 будут изучены молекулярные механизмы воздействия незаменимых аминокислот на скелетные мышцы, подверженные повышенным (модель: спортсмены, тренирующие выносливость) и сниженным (модель: постельный режим, связанный с травмами опорно-двигательного аппарата) физическим нагрузкам.

На кафедре исследовались физиологические и клеточно-молекулярные механизмы реакции организма человека на выполнение физических упражнений различного характера. Накоплены данные о реакции организма на однократные физические нагрузки. Ранее на кафедре отрабатывались методы окрашивания различных органелл флуоресцентными красителями при различных воздействиях, а также проводилась оценка этих красителей при исследовании функциональных свойств клеток. По этой теме имеются заделы по исследованию различных флуоресцентных митохондриальных красителей на ММСК (как потенциал-чувствительных, так и потенциал-нечувствительных). В предыдущие годы на кафедре проводились работы по исследованию физиологических и клеточно-молекулярных механизмов реакции организма человека на выполнение физических упражнений различного характера. В результаты освоена необходимая для проведения экспериментов такого рада методическая база, накоплены данные о реакции организма на однократные физические нагрузки. Ранее на кафедре отрабатывались методы окрашивания различных органелл флуоресцентными красителями при различных воздействиях, а также проводилась оценка этих красителей при исследовании функциональных свойств клеток. В настоящее время по этой теме имеются заделы по исследованию различных флуоресцентных митохондриальных красителей на ММСК (как потенциал-чувствительных, так и потенциал-нечувствительных).

В 2016 году показано, что интенсивность резистивного упражнения и выраженность метаболических сдвигов по-разному влияют на результат тренировки. Различные тренировочные программы могут стимулировать мышечный рост или с помощью анаболических гормонов (тренировка без расслабления), или непосредственно на уровне мышечных клеток. Метаболические сдвиги в работающих мышцах тренированных спортсменов вызывают увеличение активности экстраклеточной киназы 1.2 (ERK1/2) и снижение экспрессии миостатина, а интенсивность резистивных упражнений влияет на экспрессию MGF (IGF-1Ec).