CC BY
25
Научни трудове на Съюза на учените в България-Пловдив, серия Г.Медицина, фармация и дентална медицина т.ХУ. Научна сесия „Медицина и дентална медицина", 30 - 31 октомври 2013 Scientific researches of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series G. Medicine, Pharmacy and Dental medicine, VoLXV,ISSN 1311-9427 Medicine and Stomatology Session, 30 - 31 October 2013
ГЛИКОГЕН В СКЕЛЕТНИ МУСКУЛИ, МИОКАРД И ЧЕРЕН ДРОБ НА ПЛЪХОВЕ, ТРЕТИРАНИ С FLUTAMIDE
Ф. Гергинска1, С. Делчев1, К. Георгиева2, И. Коева1, М. Шишманова3, О.
Горансон4
1Катедра по анатомия, хистология и ембриология, 2Катедра по физиология, 3Катедра по фармакология и лекарствена токсикология, 4Студент по медицина, Медицински университет - Пловдив
GLYCOGEN IN SKELETAL MUSCLES, MYOCARDIUM AND LIVER OF RATS TREATED WITH FLUTAMIDE
F. Gerginska1, S. Delchev1, K. Georgieva2, Y. Koeva1, M. Shishmanova3, O.
Goranson4
department of Anatomy, Histology and Embryology, 2Department of Physiology, 3Department of pharmacology and drug toxicology, 4Student of medicine, Medical University - Plovdiv, Bulgaria
ABSTRACT
The depletion of muscle glycogen is an adequate marker of onset of muscle fatigue. Long term use of androgen receptor (AR) blockers can result in decreased physical working capacity, but the mechanism of this effect is not fully understood. The aim of the study is to investigate the effects of an AR blocker on muscle mass and glycogen content in m. soleus, m. gastrocnemius, m. extensor digitorum longus (EDL), myocardium and liver of rats. Male Wistar rats were divided into two groups. The rats of one group were treated with Flutamide and the other group (controls) - with sesame oil for 8 weeks. The muscle mass and glycogen content of m. soleus was lower in Flutamide treated rats than in controls. We found higher glycogen in hepatocytes of AR blocker treated animals in comparison with control group. There were no differences in the examined parameters of m. gastrocnemius, m. EDL and myocardium between groups. In conclusion, androgens have impact on the mass and glycogen content of muscles with predominately I type fibers and on the liver glycogen storage.
Гликогеновите депа, локализирани в черния дроб и скелетните мускули, са източник на енергия в покой и по време на физическо натоварване. Изчерпването на мускулния гликоген е точен маркер за настъпването на умора при аеробни физически натоварвания. Видът и усвояването на енергийните субстрати, използвани от мускулите и сърцето (мастни
киселини, лактат, глюкоза) зависят от хормоналния статус и физическата активност (1).
Андрогените играят важна роля в регулирането на метаболизма на гликогена (2, 3, 4). Тестостеронът има важно физиологично значение за поддържането на функциите на скелетните мускули (5, 6). Блокери на андрогеновите рецептори (АР) се използват в ме-дицинската практика за лечение на простатен карцином (7) и при продължителната им
употреба се наблюдава намалена физическа работоспособност (8). Не е ясно доколко този страничен ефект е свързан с промени в гликогеновите депа в бавно- и бързосъкращаващи се скелетни мускули, миокард и черен дроб.
ЦЕЛ
Цел на настоящото проучване е да изследва ефекта от блокирането на АР върху мускулната маса и съдържанието на гликоген в m. soleus, m. gastrocnemius, m. extensor digitorum longus (EDL), миокард и черен дроб на плъхове.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ
В изследването са използвани мъжки, полово зрели плъхове порода Wistar, разделени на две групи (n=8). Животните от едната група бяха третирани с Flutamide, 15 mg^kg-1 s.c., а другата група (контрола) - със сусамово олио веднъж дневно s.c., 5 дни седмично за 8 седмици. В края на експеримента животните бяха декапитирани под анестезия с Thiopental 30 mg-kg"1. Отпрепарирани бяха m. soleus (85% I тип влакна), m. EDL (96% II тип влакна), m. gastrocnemius (51% I тип и 49% II тип влакна), (9); сърце, черен дроб и беше отчетено теглото им. Взетият материал беше фиксирани в разтвор на Буен за 24 h на стайна температура и включен в парафин. Парафинови срезове (5 ^m) бяха изследвани хистохимично за гликоген чрез прилагане на PAS реакция (10). Чрез този хистохимичен метод и използване на софтуер за обработка на изображението, гликогена може да бъде отчетен полуколичествено в мускулни срезове (11). На произволни срезове беше отчетена сатурацията (насищането, в условни единици) на гликогена в 25 мускулни влакна от всеки мускул, в миокарда и в хепатоцитите от черния дроб на животните от всяка експериментална група при увеличение х200. Използван бе специализиран софтуер "DP-Soft" (Olympus, Japan). Микрофотографи-ите бяха направени с камера Olympus C-5050Z (Olympus, Japan), монтирана на микроскоп Microphot (Nikon, Japan). Получените резултати бяха обработени със Student /-test при степен на значимост P<0.05. Данните са представени като средна аритметична ± стандартна грешка на средната аритметична.
РЕЗУЛТАТИ
Анализът на теглото на изледваните таргетни органи установи намаление на теглото на m. soleus при третираните животни (P<0.05). Теглата на останалите органи нямаха статис-тическо значимо изменение (фигура 1).
Фигура 1. Анализ на теглото (g) на изследваните таргетни органи.
орган контрола Flutamide i-test
m. Soleus 0.123 ±0.006 0.101 ±0.007 P<0.05
m. EDL 0.152 ±0.006 0.137 ±0.007 P>0.05
m. Gastrocnemius 1.923 ±0.073 1.815 ±0.109 P>0.05
Сърце 1.078 ±0.035 1.020 ±0.031 P>0.05
Гликогеновото съдържание в m. soleus на животни от третираната с Flutamide група беше по-ниско в сравнение с контролите (34.55±1.30 с/у 45.25±1.70; P<0.01; фиг. 2). Сигнификантно повишен беше гликогена в хепатоцитите на животни от третираната група спрямо контролите (78.58±2.955 с/у 29.38±1.450; P<0.001; фиг. 3).
Фигура 2. PAS-реакция за гликоген в т. soleus на плъхове. А - контролна група, В - третирани с Flutamide. Микр. увел. Х200.
Фигура 3. РА8-реакция за гликоген вчере н дроб на плъхове. А - контролна група, В - третирани с Flutamide. Микр. увел. Х200.
Сравнението на получените денни за т. gastrocnemшs, т. EDL и миокард не установи сигнификантни изменения в количеството нагликогена (фигура 4). 100 90 ^ 80
70
и н
о «
60
50
40
й 30 а ^ 20
л О
10 0
контрола
третирани с Flutamid
/ ^ ^ у
о*
Фигура 4. Количество на гликоген (в условни единици) в органи на животни от експерименталните групи. *Р<0.01, **Р<0.001.
ОБСЪЖДАНЕ И ИЗВОДИ
Настоящите данни показват, че прилагането на Flutamide на нетренирани животни е довело до значително намаление на гликогена в мускули с преобладаване на I тип влакна какъвто е m. soleus (около 85%). Подобни резултати съобщават Ramamani и съавтори при модел на кастрирани мъжки плъхове (3). Тестосеронът е способен да активира процеси на синтез на ензимни, структурни, рецепторни и съкратителни белтъци. Открития наскоро в мускулите и сърцето белтък гликогенин има способността автокаталитично да инициира синтез на гликоген (12). Ние предполагаме, че отсъствието на андрогенен ефект поради блокирането на рецепторите, е понижило синтезната активност на гликогенина. Друг предполагаем механизъм за намаление на гликогеновото съдържание е повишено образуване на лактат в m. soleus, който се пренася до черния дроб и там се включва в гликогеногенеза. В черния дроб ефектът от блокирането на АР е в посока на повишена продукция на гликоген най-вероятно чрез активиране на ензима гликогенсинтаза и чрез паралелно инхибиране на гликогенолизата. Прекомерното натрупване на гликоген в черния дроб би могло да се интерпретира и като патологична тенденция (13).
В заключение, получените резултати показват, че блокирането на АР е редуцирало мускулната маса и съдържанието на гликоген в бавносъкращаващи се мускули, какъвто е m. soleus, и е повишило гликогеновото съдържание в хепатоцитите.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Cunha T. S., Tanno A. P., Moura M. J. C. S., Marcondes F. K. Influence of high-intensity exercise training and anabolic androgenic steroid treatment on rat tissue glycogen content. Life sciences 2005; 77:1030-1043.
2. Van Breda E., Keizer H. A., Geurten P. et al. Modulation of glycogen metabolism of rat skeletal muscles by endurance training and testosterone treatment. Pflugers Arch 1993; 424:294-300.
3. Ramamani A., Aruldhas M. M., Govindarajulu P. Differential response of rat skeletal muscle glycogen metabolism to testosterone and estradiol. Can J Physiol Pharmacol 1999; 77(4):300-304.
4. Delchev S., Georgieva K., Koeva Y., Atanassova P. Glycogen and collagen fibres in myocardium of endurance trained rats following nandrolone decanoate treatment. Acta morphologica et antropologica 2008; 13: 294-298.
5. Manttari S., Anttila K., Jarvilehto M. Testosterone stimulates myoglobin expression in different muscles of the mouse. J Comp Physiol B 2008; 178:899-907.
6. Salehzadeh F., Rune A., Osler M., Al-Khalili L. Testosterone or 17 p-estradiol exposure reveals sex-specific effects on glucose and lipid metabolism in human myotubes. J Endocrinol 2011; 210:219-229.
7. Lekas E., Bergh A., Damber J. -E. Effects of finasteride and bicalutamide on prostatic blood flow in the rat. BJU International 2000; 85:962-965.
8. Chu C. W., Hwang S. J., Luo J. C. et al. Flutamide-induced liver injury: a case report. Zhonghua Yi Xue Za Zhi 1998; 61(11):678-82.
9. Delp M. D., C. Duan. Composition and size of type I, IIA, IID/X, and IIB fibers and citrate synthase activity of rat muscle. - J Appl Physiol 1996; 80:261-270.
10. McManus J. F. A. Histological and histochemical uses of periodic acid. Stain Technol 1948; 23:99108.
11. Schaart G., Hesselink R. P., Keizer H. A. et al. A modified PAS stain combined with immunofluorescence for quantitative analyses of glycogen in muscle sections. Histochem Cell Biol 2004; 122:161-169.
12. Alonso M. D., Lomako J., Lomako W. M., Whelan W. J. A new look at the biogenesis of glycogen. FASEB J. 1995; 9:1126-1137.
13. Kumar V., Cotran R. S., Robbins S. L. Robbins basic pathology. VII-th ed., Elsevier Science, Philadelphia, 2003, p. 19.
Проучването е финансирано по проект: „Роля на андрогените в някои адаптационни промени при тренировка за издръжливост на плъхове " № Н0-35/2012 към МУ - Пловдив
