ЭФФЕКТИВНОСТЬ L-КАРНИТИНА В КОМПЕНСАЦИИ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ ДЕКСАМЕТАЗОН-ИНДУЦИРОВАННОЙ МИОПАТИИ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ НА ЖИВОТНЫХ
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.19179635Ключевые слова:
скелетная мышца, дексаметазон, ятрогенный гиперкортицизм, стероидная миопатия, L-карнитин, крысыЛицензия
Аннотация
На половозрелых крысах-самках изучена эффективность L-карнитина в дозе, эквивалентной умеренной терапевтической для человека (L-CAR, 100 мг/кг/сутки, внутрибрюшинно), в компенсации негативных эффектов длительно вводимого дексаметазона (ДМ, 0,25 мг/кг/2-е суток, внутрибрюшинно, на протяжении от 10 до 60 дней) на скелетную мышцу смешанного типа с преимущественным преобладанием гликолитических волокон (m. tibial anterior).
Препараты животным опытных групп вводили на протяжении 10 (10ДМ-, 10L-CAR- и 10ДМ+L-CAR-группы), 30 (30ДМ-, 30L-CAR- и 30ДМ+L-CAR-группы) и 60 (60ДМ-, 60L-CAR- и 60ДМ+L-CAR-группы) дней в дозах, эквивалентных умеренным терапевтическим для человека, внутрибрюшинно: L-карнитин – в дозе 100 мг/кг/сутки, ДМ – в дозе 0,25 мг/кг, 1 раз в 2 суток.
Введение L-карнитина в комплексе с дексаметазоном предотвратило развитие типичных для ДМ-групп признаков миопатических изменений: уменьшение массы мышцы и количества активируемых ее двигательных единиц, снижение амплитуды М-ответов на фоне их полифазии. У 30-60% особей, получавших дексаметазон с L-карнитином, наблюдалось выраженное облегчение синаптической передачи при оптимальной частоте (30 имп/с) стимуляции нервно-мышечного аппарата на фоне не уменьшенной, как у животных ДМ-группы, а нормальной и даже увеличенной амплитуды М-ответов (на 94–59 % спустя 10 и 60 дней введения пары препаратов, р<0,05 относительно контроля). Кроме того, для животных ДМ+L-CAR-групп не было характерно типичных для ДМ-групп гораздо более существенного, чем у контроля, посттетанического облегчения на фоне сниженной амплитуды 1-го М-ответа в серии. Все эти факты указывают в пользу отсутствия типичной для ДМ-групп исходной заблокированности синапсов при комплексном применении дексаметазона с L-карнитином.
Применение L-карнитина в комплексе с дексаметазоном несколько снизило частоту встречаемости патологически значимой депрессии синаптической передачи при оптимальной частоте стимуляции (30 имп/с) нервно-мышечного аппарата: эта депрессия встречалась у 20 % особей только 30ДМ+L-CAR-группы, тогда как при изолированном применении дексаметазона она регистрировалась во всех ДМ-группах с частотой 20–30 %. В то же время спустя 30 и 60 дней комплексного применения дексаметазона с L-карнитином наблюдалось более выраженное, в сравнении с контролем (р<0,05), снижение амплитуды М-ответов при высокочастотной стимуляции (70 имп/с) малоберцового нерва относительно исходного уровня, указывающее в пользу снижения лабильности синапсов.
В случае субхронического комплексного применения дексаметазона с L-карнитином (спустя 30–60 дней) у 50–30 % особей регистрировалась сниженная надежность синаптической передачи при низкочастотной стимуляции (4 имп/с) нервно-мышечного аппарата. Данный факт на фоне признаков сниженной лабильности синапсов, но при этом отсутствия признаков их исходной заблокированности, указывает в пользу постсинаптических нарушений у животных, субхронически получавших дексаметазон с L-карнитином.
L-карнитин в дозе 100 мг/кг/сутки, эквивалентной умеренной терапевтической для человека (1,5 г/сутки), в модельных экспериментах на животных проявил достаточно высокую эффективность в компенсации электрофизиологических проявлений дексаметазон-индуцированной миопатии.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Fielding, R., Riede, L., Lugo, J.P., Bellamine, A. L-carnitine supplementation in recovery after exercise // Nutrients. – 2018. – Vol. 10, No 3. – Р. 349. – DOI: 10.3390/nu10030349
2. Nachvak, S.M., Shabanpur, M., Mostafai, R. & Heidari, M.R. L-Carnitine supplementation reduces biomarkers of inflammatory and oxidative stress in patients with coronary artery disease: a randomised controlled trial // J. Arch. Physiol. Biochem. – 2023. – Vol. 129, No 1. – Р. 61-68. – DOI: 10.1080/13813455.2020.1797102
3. Chiechio, S., Canonico, P. & Grilli, M. L-Acetylcarnitine: A Mechanistically Distinctive and Potentially Rapid-Acting Antidepressant Drug // Int. J. Mol. Sci. – 2018. – Vol. 19, No 11. – Р. 11-13. – DOI:10.3390/ijms19010011
4. El-Hattab, A.W. & Scaglia, F. Disorders of carnitine biosynthesis and transport // Molecular Genetics and Metabolism. – 2015. – V. 116, No 3. – P. 107-112. – DOI: 10.1016/j.ymgme.2015.09.004
5. Gnoni, A., Longo, S., Gnoni, G.V. & Giudetti, A.M. Carnitine in human muscle bioenergetics: can carnitine supplementation improve physical exercise? // Molecules. – 2020. – Vol. 25, No 1. – Р. 182. – DOI: 10.3390/ molecules25010182
6. Naderi Noreini, S., Malmir, M., Ghafarizadeh, A., Faraji, T. & Bayat, R. Protective effect of L-carnitine on apoptosis, DNA fragmentation, membrane integrity and Lipid peroxidation of spermatozoa in the asthenoteratospermic men // Andrologia. – 2021. – Vol. 53, No 2. – Р. e13932. – DOI: 10.1111/and.13932
7. Jiao, H., Zhou, K., Zhao, J., Wang, X., Lin, H. A high-caloric diet rich in soy oil alleviates oxidative damage of skeletal muscles induced by dexamethasone in chickens // Redox. Rep. – 2018. – Vol. 23, No 1. – Р. 68-82. – DOI: 10.1080/13510002.2017.1405494
8. Шафоростова, Е.А. Влияние истощения L-карнитина при длительной терапии мельдонием на митохондриальный баланс в мозге мышей / Е.А. Шафоростова, А.П. Гуреев, И.Ю. Виткалова, В.Н. Попов // Биомедицинская химия. – 2021. – Т. 67, вып. 1. – С. 74-80. – DOI: 10.18097/PBMC20216701074
9. Sangouni, A.A., Pakravanfar, F., Ghadiri-Anar, A., Nadjarzade, A., Fallahzade, H. & Hosseinzadeh, M. The effect of L-carnitine supplementation on insulin resistance, sex hormone-binding globulin and lipid profile in overweight/ obese women with polycystic ovary syndrome: A randomized clinical trial // Eur. J. Nutr. – 2022. – Vol. 61, No 3. – Р. 1199-1207. – DOI: 10.1007/s00394-021-02659-0
10. Котов, С.В. Положительный эффект энерготропной терапии (L-карнитина и коэнзима Q10) у больного миопатией Беккера по данным МРТ мышц конечностей / С.В. Котов, М.С. Бунак, Е.В. Бородатая, О.П. Сидорова // Практическая медицина. – 2018. – Т.16, № 10. – C. 117-120. – DOI: 10.32000/2072-1757-2018-10-117-120.
11. Хуторская, И.А. Морфология скелетных мышц при динамической физической нагрузке и коррекции L-карнитином / И.А. Хуторская, Г.Ф. Шаймарданова, В.П. Балашов, В.Н. Абрамов, А.В. Балашов, Е.В. Быстрова, И.А. Евстифеева // Клин. эксп. морфология. – 2024. – Т. 13, № 4. – С. 67-75. – DOI: 10.31088/CEM2024.13.4.67-75
12. Lu, Z., Wang, L., Huo, Zh., Li, Na, Tong, N., Chong, F., Liu, J., Zhang, Y. & Xu, H. L-Carnitine relieves cachexia-related skeletal muscle fibrosis by inducing deltex E3 ubiquitin ligase 3L to negatively regulate the Runx2/COL1A1 axis // J. Cachexia Sarcopenia Muscle. – 2024. – Vol. 15, No 5. – Р. 1953-1964. – DOI: 10.1002/jcsm.13544
13. Yarizadh, H., Shab-Bidar, S., Zamani, B., Nazary Vanani, A., Baharlooi, H. & Djafarian, K. The Effect of L-Carnitine Supplementation on Exercise-Induced Muscle Damage: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Clinical Trials // Journal of the American College of Nutrition. – 2020. – Vol. 39, No 5. – Р. 457-468. – DOI:10.1080/07315724.2019.1661804
14. Alesci, S., De Martino, M.U., Kino, T., Ilias I. L-Carnitine is a modulator of the glucocorticoid receptor alpha // Ann. NY Acad. Sci. – 2004. – Vol. 1024. – P. 147-152. – DOI: 10.1196/annals.1321.012
15. Watson, M.L., Baehr, L.M., Reichardt, H.M., Tuckermann, J.P., Bodine, S.C. & Furlow, J.D. A cell-autonomous role for the glucocorticoid receptor in skeletal muscle atrophy induced by systemic glucocorticoid exposure // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. – 2012. – Vol. 302, No 10. – Р. E1210-Е1220. – DOI: 10.1152/ajpendo.00512.2011
16. Evans, A.M., Fornasini, G. Pharmacokinetics of L-carnitine // Clin. Pharmacokinet. – 2003. – Vol. 42. – Р. 941-967. – DOI: 10.2165/00003088-200342110-00002
17. Коденцова, В.М. L-карнитин: пищевые источники, адекватные и клинически эффективные дозы / В.М. Коденцова, Д.В. Рисник, Е.В. Крюкова, С.Г. Дарий // Медицинский совет. – 2024. – Т. 18, № 5. – С. 320-328. – DOI: 10.21518/ms2024-028
18. Wall, B.T., Stephens, F.B., Constantin-Teodosiu, D., Marimuthu, K., Macdonald, I.A. & Greenhaff, P.L. Chronic oral ingestion of l-carnitine and carbohydrate increases muscle carnitine content and alters muscle fuel metabolism during exercise in humans // Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. – 2011. – Vol. 21, № 5. – Р. 385-397. – DOI: 10.1113/jphysiol.2010.201343
19. Становская, В.И. Влияние пантенола и карнитина на ферменты обмена альдегидов в печени крыс, пораженных тетрахлорметаном / В.И. Становская, П.С. Пронько, А.В. Гайшманова, Д.А. Мискевич // Экспериментальная и клиническая фармакология. – 2009. – Т. 72, № 2. – С. 39-40. – DOI: 10.30906/0869-2092-2009-72-2-39-40
20. Миронова, А.Н. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств / А.Н. Миронова, Н.Д. Бунатян. – М.: Минздрав РФ, ЗАО «Гриф и К», 2012. – 944 с.
21. Труш В.В. Модуляция биотином некоторых электрофизиологических проявлений стероидной миопатии в модельных экспериментах на животных / В.В. Труш, В.И. Соболев, М.Н. Попов // Экспериментальная и клиническая фармакология. – 2024. – Т. 87, № 7. – С. 15-24. – DOI: 10.30906/0869-2092-2024-87-7-15-24
REFERENCES
1. Fielding R., Riede L., Lugo J.P. & Bellamine A. (2018) L-carnitine supplementation in recovery after exercise. Nutrients. 10(3), 349, doi: 10.3390/nu10030349
2. Nachvak, S.M., Shabanpur, M., Mostafai, R. & Heidari, M.R. (2023) L-Carnitine supplementation reduces biomarkers of inflammatory and oxidative stress in patients with coronary artery disease: a randomised controlled trial. J. Arch. Physiol. Biochem. 129(1), 61-68, doi: 10.1080/13813455.2020.1797102
3. Chiechio, S., Canonico, P. & Grilli, M. (2018) L-Acetylcarnitine: A Mechanistically Distinctive and Potentially Rapid-Acting Antidepressant Drug. Int. J. Mol. Sci. 19(11), 11-13, doi:10.3390/ijms19010011
4. El-Hattab, A.W. & Scaglia, F. (2015) Disorders of carnitine biosynthesis and transport. Molecular Genetics and Metabolism. 116(3), 107-112, doi: 10.1016/j.ymgme.2015.09.004
5. Gnoni, A., Longo, S., Gnoni, G.V. & Giudetti, A.M. (2020) Carnitine in human muscle bioenergetics: can carnitine supplementation improve physical exercise? Molecules. 25(1), 182, doi: 10.3390/ molecules25010182
6. Naderi Noreini, S., Malmir, M., Ghafarizadeh, A., Faraji, T. & Bayat, R. (2021) Protective effect of L-carnitine on apoptosis, DNA fragmentation, membrane integrity and Lipid peroxidation of spermatozoa in the asthenoteratospermic men. Andrologia. 53(2), e13932, doi: 10.1111/and.13932
7. Jiao, H., Zhou, K., Zhao, J., Wang, X. & Lin, H. (2018) A high-caloric diet rich in soy oil alleviates oxidative damage of skeletal muscles induced by dexamethasone in chickens. Redox. Rep. 23(1), 68-82, doi: 10.1080/13510002.2017.1405494
8. Shaforostova, E.A., Gureev, A.P., Vitkalova, I.Yu. & Popov, V.N. (2021) The effect of l-carnitine depletion induced by long-term therapy of mice with meldonium on brain mitochondrial balance. Biomedical Chemistry. 67 (1), 74-80. (In Russian), doi: 10.18097/PBMC20216701074
9. Sangouni, A.A., Pakravanfar, F., Ghadiri-Anar, A., Nadjarzade, A., Fallahzade, H. & Hosseinzadeh, M. (2022) The effect of L-carnitine supplementation on insulin resistance, sex hormone-binding globulin and lipid profile in overweight/ obese women with polycystic ovary syndrome: A randomized clinical trial // Eur. J. Nutr. 61(3), 1199-1207, doi: 10.1007/s00394-021-02659-0
10. Kotov, S.V., Bunak, M.S., Borodataya, E.V. & Sidorova, O.P. (2018) Positive effect of energotropic therapy (L-carnitin, coenzim Q10) in patient with Becker muscular dystrophy based on the magnetic resonance imaging of limb muscles. Practical Medicine. 16(10), 117-120. (In Russian), doi: 10.32000/2072-1757-2018-10-117-120
11. Khutorskaya, I.A., Shaimardanova, G.F., Balashov, V.P., Abramov, V.N., Balashov, A.V., Bystrova, E.V. & Evstifeeva, I.A. (2024) Morphology of skeletal muscles during dynamic physical activity and correction with L-carnitine. [Klin. eksp. morfologiya = Klin. Exp. Morphology]. 13(4), 67-75. (In Russian), doi: 10.31088/CEM2024.13.4.67-75
12. Lu, Z., Wang, L., Huo, Zh., Li, Na, Tong, N., Chong, F., Liu, J., Zhang, Y. & Xu, H. (2024) L-Carnitine relieves cachexia-related skeletal muscle fibrosis by inducing deltex E3 ubiquitin ligase 3L to negatively regulate the Runx2/COL1A1 axis. J. Cachexia Sarcopenia Muscle. 15(5), 1953-1964, doi: 10.1002/jcsm.13544
13. Yarizadh, H., Shab-Bidar, S., Zamani, B., Nazary Vanani, A., Baharlooi, H. & Djafarian, K. (2020) The Effect of L-Carnitine Supplementation on Exercise-Induced Muscle Damage: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Clinical Trials. Journal of the American College of Nutrition. 39(5), 457-468, doi:10.1080/07315724.2019.1661804
14. Alesci, S., De Martino, M.U., Kino, T. & Ilias, I. (2004) L-Carnitine is a modulator of the glucocorticoid receptor alpha. Ann. NY Acad. Sci. 1024, 147-152, doi: 10.1196/annals.1321.012
15. Watson, M.L., Baehr, L.M., Reichardt, H.M., Tuckermann, J.P., Bodine, S.C. & Furlow, J.D. (2012) A cell-autonomous role for the glucocorticoid receptor in skeletal muscle atrophy induced by systemic glucocorticoid exposure. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 302(10), E1210-Е1220, doi: 10.1152/ajpendo.00512.2011
16. Evans, A.M. & Fornasini, G. (2003) Pharmacokinetics of L-carnitine. Clin. Pharmacokinet. 42, 941-967, doi: 10.2165/00003088-200342110-00002
17. Kodentsova, V.M., Risnik, D.V., Kryukova, E.V. & Darius S.G. (2024) L-carnitine: food sources, adequate and clinically effective doses. Medical Council. 18(5), 320-328. (In Russian), doi: 10.21518/ms2024-028
18. Wall, B.T., Stephens, F.B., Constantin-Teodosiu, D., Marimuthu, K., Macdonald, I.A. & Greenhaff, P.L. (2011) Chronic oral ingestion of l-carnitine and carbohydrate increases muscle carnitine content and alters muscle fuel metabolism during exercise in humans. Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. 21(5), 385-397, doi: 10.1113/jphysiol.2010.201343
19. Satanovskaya, V.I., Pron'ko, P.S., Gaishmanova, A.V. & Miskevich, D.A. (2009) Effects of panthenol and carnitine on aldehyde metabolic enzymes in rats with tetrachloromethane-induced liver injury. [Eksperimental'naya i klinicheskaya farmakologiya = Experimental and Clinical Pharmacology]. 72(2), 39-40. (In Russian), doi: 10.30906/0869-2092-2009-72-2-39-40
20. Mironova, A.N. & Bunatyan, N.D. (2012) [Rukovodstvo po provedeniyu doklinicheskikh issledovaniy lekarstvennykh sredstv = Guidelines for conducting preclinical studies of drugs]. M.: Minzdrav RF, ZAO «Grif i K». 944 p. (In Russian)
21. Trush, V.V., Sobolev, V.I. & Popov, M.N. (2024) Modulation by biotin of some electrophysiological manifestations of steroid myopathy in animal model experiments. [Eksperimental'naya i klinicheskaya farmakologiya = Experimental and clinical pharmacology]. 87(7), 15-24. (In Russian), doi: 10.30906/0869-2092-2024-87-7-15-24
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Вестник Донецкого университета. Серия 01. Естественные науки» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
