Structural changes in skeletal muscles in hypokinesia and physical loading in the posthypokinetic period of recovery of rats’ organisms

Abstract

This article reports the study of histo-ultrastructural changes of different structural components of the direct muscle of the thigh of sexually mature male rats over a prolonged period of hypokinesia and subsequent application of physical loading of average aerobic power. Using a light optical, electron microscope (for the exposure of structural transformations of muscle components) and histochemical (for determination of activity of succinate dehydrogenase according to the Nahlas method to identify muscle fibers with different phenotypes) methods, we studied the structural manifestations of adaptation of muscle fibres under prolonged (240 day) hypokinesia and 15–30 episodes of physical loading of average aerobic power in the posthypokinetic period among 55 sexually mature rats. Under prolonged hypokinesis we primarily observed changes in the intramuscular network and morphometric changes in the blood vessels. These data closely correlate with the progression of changes of the subcellular components responsible for energetic and flexible balance of muscle fibres. We found that fast oxygen-glycolytic muscle fibers and their peripheral nervous apparatus are the most sensitive to prolonged hypokinesia. As a result of application of physical loading of average aerobic power, reparative regeneration is intensified, which substantially shortens the period of recovery of structural-functional properties of skeletal muscles in the conditions of hypokinetic disorders. Thus, in prolonged hypokinesia, changes primarily affect the sources of blood supply to skeletal muscles, with the secondary development of reverse processes in muscle fibers and peripheral nervous apparatus with certain morphometric signs.

Hysto-ultrastructure of the facial nerve and mimic muscles in the norm and in the conditions of eхperimental neuropathy

“…Для сучасної медицини значний теоретичний і практичний інтерес становлять також дані про перебудову структури периферійного нервово-м'язового апарату за нейропатій різного генезу (Popel', 2017), а також під час переходу процесу у хронічне рецидивування, яке зустрічається у 40% пацієнтів із нейропатією лицевого нерва (Fayad and Linthicum, 2014;Watanabe and Suzuki, 2016). Розкриття причин цих процесів створює передумови для дослідження способів їх лікування та корекції з метою підтримання на достатньому рівні функціонального стану нервових і м'язових волокон і запобігання можливим рецидивам (Boissaud-Cooke et al, 2015;Lemaster et al, 2017).…”

“…Донині не встановлено наявності у структурі лицевого нерва безмієлінових нервових волокон, а стосовно їх реакції на локальний вплив холоду взагалі не проведено досліджень. У літературі відсутні також дані про перебудову рухових нервових закінчень мімічних м'язів за нейропатії лицевого нерва (Popel', 2017), тоді як у світлі сучасних запитів практичної нейростоматології вивчення механізмів адаптивних змін у компонентах лицевого нерва та його термінальних нервовом'язових закінченнях за впливу місцевого охолодження становлять значний інтерес (Smith et al, 2012).…”

“…Обчисливши показник g (співвідношення діаметра аксона до товщини цілого мієлінового волокна) в усіх групах нервових волокон, ми відзначили їх зменшення відповідно до зростання діаметра волокна (0,52-0,56 для дрібних і 0,38-0,48 для великих нервових волокон). Це свідчить про прямо пропорційний зв'язок між діаметром аксона та товщиною мієлінової оболонки, на що вказують також інші автори (Popel', 2017).…”

“…Для розкриття патоморфологічних механізмів формування пошкоджень на тканинному та клітинному рівні значний інтерес являє вивчення адаптаційних реакцій організму за допомогою інформаційного аналізу (Craig and Stone, 2015). Тільки окремі автори присвятили свої дослідження вивченню інформаційних показників нервових волокон під час пошкодження периферичних нервів (Popel', 2017). Провівши інформаційний аналіз метричного розподілу нервових волокон і внутрішньостовбурових капілярів на матеріалі власного дослідження, ми встановили, що дві інформаційні підсистеми (нервоволоконна та гемокапілярна) перебувають у тісному позитивному кореляційному взаємозв'язку та взаємозалежності (r = 0,86), що свідчить про взаємозумовленість мієло-та ангіоархітектоніки лицевого нерва.…”

“…При цьому виявляється закономірне підвищення концентрації кінинів, які викликають парез аретріол, підвищення проникності судин, порушують місцеві ферментативні системи та підвищують чутливість тканин до кисневого голодування (Aman et al, 2016). За словами В. П. Котельникова (Popel', 2017), «трагедія тканин у ділянці охолодження полягає в тому, що вони не утилізують навіть той кисень, який до них надходить». Саме це пояснює весь спектр морфологічної перебудови, що відбувається у мієлінових нервових волокнах до 30-ї доби експерименту.…”