Ukr.Biochem.J. 2021; Том 93, № 3, травень-червень, c. 30-38

doi: https://doi.org/10.15407/ubj93.03.030

Введення збагаченої тромбоцитами плазми або концентрованого клітинного аспірату кісткового мозку після механічноіндукованої ішемії покращує біохімічні показники в скелетних м’язах

14.09.2021   Uncategorized   No comments

А. Т. Підлісецький1, Г. В. Косякова2, Т. М. Горідько2, А. Г. Бердишев2,
О. Ф. Мегедь2, С. І. Савосько3*, О. В. Долгополов4

1Львівський обласний госпіталь ветеранів війни та репресованих імені Ю. Липи, Україна;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
3Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Київ, Україна
4ДУ «Інститут ортопедії та травматології НАМН України», Київ;
*e-mail: savosko_s@ukr.net

Отримано: 16 вересня 2021; Затверджено: 17 травня 2021

Відомо, що механічна ішемія спричинює структурні й функціональні пошкодження скелетних м’язів. У цьому дослідженні для покращення стану м’язів після ішемії використано збагачену тромбоцитами плазму (ЗТП) та аспірат кісткового мозку (АКМ), які вважаються перспективними для застосування у відновлювальній медицині. Механічноіндуковану ішемію (МІІ) скелетних м’язів кроля спричинювали накладанням джгута на задню кінцівку протягом 6 годин, після чого джгут видаляли, через 6 год одноразово вводили в гомілку кролячі ЗТП чи АКМ та поділяли тварин  на експериментальні групи (n = 15): 1 – ішемія+фізіологічний розчин, 2 – ішемія + ЗТП, 3 – ішемія + АКМ. Контрольна група – інтактні тварини (n = 5). З експерименту кролів видаляли на 5, 15 і 30 добу реперфузії  після ішемії. Показано, що ішемія м’язів гомілки спричинювала прогресивну гіпотрофію, руйнування м’язових волокон та лейкоцитарну інфільтрацію. Гіпотрофічний стан супроводжувався активацією каталази і супероксиддисмутази, тривалою гіперпродукцією NO2– та значним зниженням активності глутатіон пероксидази в гомогенатах м’язів. Після локального введення ЗТП та АКМ в ішемізований м’яз активність каталази залишалась на підвищеному рівні, проте активність СОД наближалась до контрольного рівня, а найвиразнішим виявилось зниження рівня NO2– та відновлення активності глутатіонпероксидази. Після ін’єкції АКМ виявлено активацію ангіогенезу та збільшення кількості ядер у м’язових фібрилах. Одержані дані дозволяють розширити спектр біохімічних показників для оцінки стану м’язів після ішемії та свідчать про позитивний вплив ЗТП і АКМ на регенерацію скелетних м’язів.

Ключові слова: , , , , ,

Посилання:

  1. Siemionow M, Arslan E. Ischemia/reperfusion injury: a review in relation to free tissue transfers. Microsurgery. 2004;24(6):468-475. PubMed, CrossRef
  2. Drysch M, Wallner C, Schmidt SV, Reinkemeier F, Wagner JM, Lehnhardt M, Behr B. An optimized low-pressure tourniquet murine hind limb ischemia reperfusion model: Inducing acute ischemia reperfusion injury in C57BL/6 wild type mice. PLoS One. 2019;14(1):e0210961. PubMed, PubMedCentral,  CrossRef
  3. Duehrkop C, Rieben R. Refinement of tourniquet-induced peripheral ischemia/reperfusion injury in rats: comparison of 2 h vs 24 h reperfusion. Lab Anim. 2014;48(2):143-154. PubMed, CrossRef
  4. Cunha MS, da Silva JC, Nakamoto HA, Ferreira MC. Study of warm ischemia followed by reperfusion on a lower limb model in rats: effect of allopurinol and streptokinase. Clinics (Sao Paulo). 2005;60(3):213-220. PubMed, CrossRef
  5. Yassin MM, Harkin DW, Barros D’Sa AA, Halliday MI, Rowlands BJ. Lower limb ischemia-reperfusion injury triggers a systemic inflammatory response and multiple organ dysfunction. World J Surg. 2002;26(1):115-121. PubMed, CrossRef
  6. Ekinci Akdemir FN, Gülçin İ, Karagöz B, Soslu R, Alwasel SH. A comparative study on the antioxidant effects of hesperidin and ellagic acid against skeletal muscle ischemia/reperfusion injury. J Enzyme Inhib Med Chem. 2016;31(sup4):114-118. PubMed, CrossRef
  7. Kılıç Y, Özer A, Tatar T, Zor MH, Kirişçi M, Kartal H, Dursun AD, Billur D, Arslan M, Küçük A. Effect of picroside II on hind limb ischemia reperfusion injury in rats. Drug Des Devel Ther. 2017;11:1917-1925. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  8. Bianco-Batlles MD, Sosunov A, Polin RA, Ten VS. Systemic inflammation following hind-limb ischemia-reperfusion affects brain in neonatal mice. Dev Neurosci. 2008;30(6):367-373. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Ismail AM, Abdou SM, Aty HA, Kamhawy AH, Elhinedy M, Elwageh M, Taha A, Ezzat A, Salem HA, Youssif S, Salem ML. Autologous transplantation of CD34(+) bone marrow derived mononuclear cells in management of non-reconstructable critical lower limb ischemia. Cytotechnology. 2016;68(4):771-781. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  10. Liew A, O’Brien T. Therapeutic potential for mesenchymal stem cell transplantation in critical limb ischemia. Stem Cell Res Ther. 2012;3(4):28. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  11. Elshaer SL, Lorys RE, El-Remessy AB. Cell Therapy and Critical Limb Ischemia: Evidence and Window of Opportunity in Obesity. Obes Control Ther. 2016;3(1):121. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  12. Leroux L, Descamps B, Tojais NF, Séguy B, Oses P, Moreau C, Daret D, Ivanovic Z, Boiron JM, Lamazière JMD, Dufourcq P, Couffinhal T, Duplàa C. Hypoxia preconditioned mesenchymal stem cells improve vascular and skeletal muscle fiber regeneration after ischemia through a Wnt4-dependent pathway. Mol Ther. 2010;18(8):1545-1552. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  13. Rosová I, Link D, Nolta JA. shRNA-mediated decreases in c-Met levels affect the differentiation potential of human mesenchymal stem cells and reduce their capacity for tissue repair. Tissue Eng Part A. 2010;16(8):2627-2639. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  14. Setayesh K, Villarreal A, Gottschalk A, Tokish JM, Choate WS. Treatment of Muscle Injuries with Platelet-Rich Plasma: a Review of the Literature. Curr Rev Musculoskelet Med. 2018;11(4):635-642. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  15. Gaiovych I, Savosko S, Labunets I, Utko N, Makarenko A, Chaikovsky Y. Sciatic nerve regeneration after autografting and application of the bone marrow aspirate concentration. Georgian Med News. 2019;(295):145-152. PubMed
  16. Kamyshnikov VS. Reference Book on Clinic and Biochemical Researches and Laboratory Diagnostics. Moscow: MEDpress-inform, 2004 (In Russian).
  17. Gulaya NM, Kuzmenko AI, Margitich VM, Govseeva NM, Melnichuk SD, Goridko TM, Zhukov AD. Long-chain N-acylethanolamines inhibit lipid peroxidation in rat liver mitochondria under acute hypoxic hypoxia. Chem Phys Lipids. 1998;97(1):49-54. PubMed, CrossRef
  18. Green LC, Wagner DA, Glogowski J, Skipper PL, Wishnok JS, Tannenbaum SR. Analysis of nitrate, nitrite, and [15N]nitrate in biological fluids. Anal Biochem. 1982;126(1):131-138. PubMed, CrossRef
  19. Volchegorsky IA, Nalimov AG, Yarovinsky BG, Lifshitz RI. Different means of lipid peroxidation products estimation in heptane-isopropanol extracts of blood. Vopr Med Chim. 1989; 25(1):127-131.
  20. Nishikimi M, Appaji N, Yagi K. The occurrence of superoxide anion in the reaction of reduced phenazine methosulfate and molecular oxygen. Biochem Biophys Res Commun. 1972;46(2):849-854. PubMed, CrossRef
  21. Hadwan MH, Abed HN. Data supporting the spectrophotometric method for the estimation of catalase activity. Data Brief. 2015;6:194-199. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  22. Pereslegina IA. The activity of antioxidant enzymes in the saliva of normal children. Lab Delo. 1989;(11):20-23. (In Russian). PubMed
  23. Oliver CN, Ahn BW, Moerman EJ, Goldstein S, Stadtman ER. Age-related changes in oxidized proteins. J Biol Chem. 1987;262(12):5488-5491. PubMed, CrossRef
  24. Weber D, Davies MJ, Grune T. Determination of protein carbonyls in plasma, cell extracts, tissue homogenates, isolated proteins: Focus on sample preparation and derivatization conditions. Redox Biol. 2015;5:367-380. PubMed, PubMedCentral,  CrossRef
  25. Bradford MM. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 1976;72:248-254. PubMed, CrossRef
  26. Soares ROS, Losada DM, Jordani MC, Évora P, Castro-E-Silva O. Ischemia/Reperfusion Injury Revisited: An Overview of the Latest Pharmacological Strategies. Int J Mol Sci. 2019;20(20):5034. PubMed, PubMedCentral,  CrossRef
  27. Paradis S, Charles AL, Meyer A, Lejay A, Scholey JW, Chakfé N, Zoll J, Geny B. Chronology of mitochondrial and cellular events during skeletal muscle ischemia-reperfusion. Am J Physiol Cell Physiol. 2016;310(11):C968-C982. PubMed, PubMedCentral,  CrossRef
  28. Nozdrenko DM, Soroka VM, Khoma OM. Kinetics of single contractions inhibition under ischemia-reperfusion as an indicator of m. gastrocnemius functional state in rats. Fiziol Zh. 2019; 65(1): 50-56. CrossRef
  29. Dolgopolov OV, Nozdrenko DM, Strafun SS, Miroshnichenko MS. A change of skeletal muscles contraction parameters during the sharp ischemia. Physics Alive. 2010; 18(3): 64-69.
  30. Tran TP, Tu H, Pipinos II, Muelleman RL, Albadawi H, Li YL. Tourniquet-induced acute ischemia-reperfusion injury in mouse skeletal muscles: Involvement of superoxide. Eur J Pharmacol. 2011;650(1):328-334. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  31. Dong X, Xing Q, Li Y, Han X, Sun L. Dexmedetomidine protects against ischemia-reperfusion injury in rat skeletal muscle. J Surg Res. 2014;186(1):240-245. PubMed, CrossRef
  32. Televiak AT, Veresiuk TO, Selskyy PR, Volska AS, Kurylo KI, Nebesna ZM, Datsko TV, Boymystruk II. Dynamic ofindices of lipid peroxidation and antioxidant protection in muscular tissue and blood serum of rats with acute ischemia-reperfusion. J Educ Health Sport. 2018; 8(10): 245-255.
  33. DeMartino AW, Kim-Shapiro DB, Patel RP, Gladwin MT. Nitrite and nitrate chemical biology and signalling. Br J Pharmacol. 2019;176(2):228-245. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  34. Tsai WC, Yu TY, Chang GJ, Lin LP, Lin MS, Pang JHS. Platelet-Rich Plasma Releasate Promotes Regeneration and Decreases Inflammation and Apoptosis of Injured Skeletal Muscle. Am J Sports Med. 2018;46(8):1980-1986. PubMed, CrossRef
  35. Xie X, Wang Y, Zhao C, Guo S, Liu S, Jia W, Tuan RS, Zhang C. Comparative evaluation of MSCs from bone marrow and adipose tissue seeded in PRP-derived scaffold for cartilage regeneration. Biomaterials. 2012;33(29):7008-7018. PubMed, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.