Ukr.Biochem.J. 2024; Том 96, № 6, листопад-грудень, c. 74-81

doi: https://doi.org/10.15407/ubj96.06.074

Вплив С(60) фулерену на функціональну активність gastrocnemius muscle щура упродовж його регенерації після відкритої травми

07.04.2025   Uncategorized   No comments

Д. М. Ноздренко1, O. О. Гончар2, Н. Є. Нурищенко1, В. О. Стецька1,
T. Ю. Матвієнко1, Я. В. Степанюк3, К. І. Богуцька1, Ю. І. Прилуцький1*

1ННЦ «Інститут біології та медицини»,
Київський національній університет імені Тараса Шевченка, Україна;
2Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ;
3Медичний факультет, Волинський національний університет
імені Лесі Українки, Луцьк, Україна;
*e-mail: prylut@ukr.net

Отримано: 05 вересня 2024; Виправлено: 14 жовтня 2024;
Затверджено: 21 листопада 2024; Доступно онлайн: 17 грудня 2024

Відкриті травми є одними з найпо­ширеніших травм скелетних м’язів. Мета дослідження – оцінити вплив щоденного перорального введення водного розчину С60 фулерену (C60ВРФ) у дозі 1 мг/кг на відновлення функціональної активності скелетних м’язів щурів на 5, 10 і 15 добу після ініціації відкритої травми. Самців щурів Wistar випадковим чином розділили на три групи по 12 тварин у кожній: контрольну, із ушкодженням м’язів і ушкодженням м’язів+C60ВРФ. На ізольованому gastrocnemius muscle робили поперечний розтин глибиною 1 мм. М’язові еференти стимулювали електричними імпульсами, які генерувалися за допомогою генератора тензометричної установки. У крові щурів визначали вміст С-реактивного протеїну, креатиніну, лактату, відновленого глутатіону та активність каталази та супероксиддисмутази. Згідно з отриманими даними, застосування C60ВРФ сприяє відновленню функціональної активності ушкодженого м’яза, що підтверджено значним збільшенням імпульсу сили gastrocnemius muscle, ослабленням запалення і розвитку втоми та нормалізацією про- та антиоксидантного балансу в процесі регенерації.

Ключові слова: , , , , , ,

Посилання:

  1. Järvinen TA, Järvinen TL, Kääriäinen M, Aärimaa V, Vaittinen S, Kalimo H, Järvinen M. Muscle injuries: optimising recovery. Best Pract Res Clin Rheumatol. 2007;21(2):317-331. PubMed, CrossRef
  2. Gharaibeh B, Chun-Lansinger Y, Hagen T, Ingham SJ, Wright V, Fu F, Huard J. Biological approaches to improve skeletal muscle healing after injury and disease. Birth Defects Res C Embryo Today. 2012;96(1):82-94. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. Faulkner JA, Brooks SV, Opiteck JA. Injury to skeletal muscle fibers during contractions: conditions of occurrence and prevention. Phys Ther. 1993;73(12):911-921. PubMed, CrossRef
  4. Tidball JG. Mechanisms of muscle injury, repair, and regeneration. Compr Physiol. 2011;1(4):2029-2062. PubMed, CrossRef
  5. Corona BT, Wenke JC, Ward CL. Pathophysiology of Volumetric Muscle Loss Injury. Cells Tissues Organs. 2016;202(3-4):180-188. PubMed, CrossRef
  6. Clark AR, Mauntel TC, Goldman SM, Dearth CL. Repurposing existing products to accelerate injury recovery (REPAIR) of military relevant musculoskeletal conditions. Front Bioeng Biotechnol. 2023;10:1105599. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  7. Kozakowska M, Pietraszek-Gremplewicz K, Jozkowicz A, Dulak J. The role of oxidative stress in skeletal muscle injury and regeneration: focus on antioxidant enzymes. J Muscle Res Cell Motil. 2015;36(6):377-393. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  8. Kobayashi M, Ota S, Terada S, Kawakami Y, Otsuka T, Fu FH, Huard J. The Combined Use of Losartan and Muscle-Derived Stem Cells Significantly Improves the Functional Recovery of Muscle in a Young Mouse Model of Contusion Injuries. Am J Sports Med. 2016;44(12):3252-3261. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Ohmae S, Akazawa S, Takahashi T, Izumo T, Rogi T, Nakai M. Quercetin attenuates adipogenesis and fibrosis in human skeletal muscle. Biochem Biophys Res Commun. 2022;615:24-30. PubMed, CrossRef
  10. Halenova T, Raksha N, Savchuk O, Ostapchenko L, Prylutskyy Yu, Ritter U, Scharff P. Evaluation of the biocompatibility of water-soluble pristine C60 fullerenes in rabbit. BioNanoSci. 2020;10(3):721-730. CrossRef
  11. Krusic PJ, Wasserman E, Keizer PN, Morton JR, Preston KF. Radical reactions of C60. Science. 1991;254(5035):1183-1185. PubMed, CrossRef
  12. Nozdrenko D, Abramchuk O, Prylutska S, Vygovska O, Soroca V, Bogutska K, Khrapatyi S, Prylutskyy Y, Scharff P, Ritter U. Analysis of Biomechanical Parameters of Muscle Soleus Contraction and Blood Biochemical Parameters in Rat with Chronic Glyphosate Intoxication and Therapeutic Use of C60 Fullerene. Int J Mol Sci. 2021;22(9):4977. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  13. Nozdrenko D, Matvienko T, Vygovska O, Bogutska K, Motuziuk O, Nurishchenko N, Prylutskyy Y, Scharff P, Ritter U. Protective Effect of Water-Soluble C60 Fullerene Nanoparticles on the Ischemia-Reperfusion Injury of the Muscle Soleus in Rats. Int J Mol Sci. 2021;22(13):6812. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  14. Nozdrenko D, Prylutska S, Bogutska K, Nurishchenko NY, Abramchuk O, Motuziuk O, Prylutskyy Y, Scharff P, Ritter U. Effect of C60 Fullerene on Recovery of Muscle Soleus in Rats after Atrophy Induced by Achillotenotomy. Life (Basel). 2022;12(3):332. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  15. Grebinyk A, Prylutska S, Buchelnikov A, Tverdokhleb N, Grebinyk S, Evstigneev M, Matyshevska O, Cherepanov V, Prylutskyy Y, Yashchuk V, Naumovets A, Ritter U, Dandekar T, Frohme M. C60 Fullerene as an Effective Nanoplatform of Alkaloid Berberine Delivery into Leukemic Cells. Pharmaceutics. 2019;11(11):586. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  16. Prylutska S, Politenkova S, Afanasieva K, Korolovych V, Bogutska K, Sivolob A, Skivka L, Evstigneev M, Kostjukov V, Prylutskyy Y, Ritter U. A nanocomplex of C60 fullerene with cisplatin: design, characterization and toxicity. Beilstein J Nanotechnol. 2017;8:1494-1501. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  17. Gharbi N, Pressac M, Hadchouel M, Szwarc H, Wilson SR, Moussa F. [60]fullerene is a powerful antioxidant in vivo with no acute or subacute toxicity. Nano Lett. 2005;5(12):2578-2585. PubMed, CrossRef
  18. Prylutska SV, Grebinyk AG, Lynchak OV, Byelinska IV, Cherepanov VV, Tauscher E, Matyshevska OP, Prylutskyy YuI, Rybalchenko VK, Ritter U, Frohme M. In vitro and in vivo toxicity of pristine C60 fullerene aqueous colloid solution. Fuller Nanotubes Carbon Nanostruct. 2019;27(9):715-728. CrossRef
  19. Sicherer ST, Venkatarama RS, Grasman JM. Recent Trends in Injury Models to Study Skeletal Muscle Regeneration and Repair. Bioengineering (Basel). 2020;7(3):76. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  20. Best TM, Hunter KD. Muscle injury and repair. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2000;11(2):251-266. PubMed, CrossRef
  21. Nozdrenko DM, Abramchuk OM, Soroca VM, Miroshnichenko NS. Aluminum chloride effect on Ca2+,Mg2+-ATPase activity and dynamic parameters of skeletal muscle contraction. Ukr Biochem J. 2015;87(5):38-45. PubMed, CrossRef
  22. Nozdrenko D, Matvienko T, Vygovska O, Soroca V, Bogutska K, Zholos A, Scharff P, Ritter U, Prylutskyy Y. Post-traumatic recovery of muscle soleus in rats is improved via synergistic effect of C60 fullerene and TRPM8 agonist menthol. Appl Nanosci. 2021;12:467-478. CrossRef
  23. Isaacs AW, Macaluso F, Smith C, Myburgh KH. C-Reactive Protein Is Elevated Only in High Creatine Kinase Responders to Muscle Damaging Exercise. Front Physiol. 2019;10:86. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  24. Omelchuk O, Prylutska S, Nozdrenko D, Motuziuk O, Vareniuk I, Bogutska K, Vygovska O, Zholos А, Prylutskyy Yu. C60 fullerene attenuates the signs of acute renal failure in rats under rhabdomyolysis due to inhibition of oxidative stress. Ukr Biochem J. 2023;95(5):61-75. CrossRef
  25. Lismont C, Revenco I, Fransen M. Peroxisomal Hydrogen Peroxide Metabolism and Signaling in Health and Disease. Int J Mol Sci. 2019;20(15):3673. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  26. Bartoloni B, Mannelli M, Gamberi T, Fiaschi T. The Multiple Roles of Lactate in the Skeletal Muscle. Cells. 2024;13(14):1177. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  27. Baxmann AC, Ahmed MS, Marques NC, Menon VB, Pereira AB, Kirsztajn GM, Heilberg IP. Influence of muscle mass and physical activity on serum and urinary creatinine and serum cystatin C. Clin J Am Soc Nephrol. 2008;3(2):348-354. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  28. Hassan EA, Al-Zuhairi WS, Ibrahim WA. Antioxidants and Their Role in Preventing Diseases: A Review. Ear J Chem Sci. 2022;7(2):165-182. CrossRef
  29. Weschawalit S, Thongthip S, Phutrakool P, Asawanonda P. Glutathione and its antiaging and antimelanogenic effects. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2017;10:147-153. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.