Влияние зеленой лазерной фотомодуляции на плотность расположения миосателлитоцитов в регенерирующей скелетной мышечной ткани
Автор: Тахавиев Р.В., Головнева Е.С., Брюхин Г.В.
Журнал: Морфологические ведомости @morpholetter
Рубрика: Оригинальные исследования
Статья в выпуске: 4 т.31, 2023 года.
Бесплатный доступ
Восстановление скелетной мышечной ткани после повреждений различного генеза является актуальной медицинской проблемой. В регенерирующей мышце происходит активация гиперхромных миосателлитоцитов, сопряженная с экспрессией факторов миогенеза, в том числе MyoD, пролиферацией и дифференцировкой ядер. Влияние низкоинтенсивной зеленой (520 нм) фотомодуляции на ткани на сегодняшний день мало изучено, однако можно предположить стимулирующее влияние лазерного излучения зеленой области спектра на регенерацию скелетной мышечной ткани. Целью исследования явился анализ влияния низкоинтенсивной фотомодуляции зеленым лазером (520 нм) на плотность расположения MyoD+ ядер в регенерирующей мышце. Было сформированы 3 экспериментальные группы животных: 0 - контроль (неповрежденная мышца); I - крысы с резаной раной m. gastrocnemius; II - воздействие зеленым лазером на зону раны, 60 с в непрерывном режиме. Проводился морфометрический анализ гистологических срезов, окрашенных гематоксилин-эозином и иммуногистохимическим методом. Результаты эксперимента показали, что под воздействием зеленой фотомодуляции происходило увеличение плотности расположения гиперхромных ядер на сроке 1 и 3 суток. В группе воздействия зеленого лазера обнаруживалось значительное увеличение плотности распределения MyoD+ ядер на 3-х сутках исследования, как в очаговой, так и в интактной зонах. При этом отмечалось достоверное увеличение плотности распределения MyoD+ ядер в очаговой зоне по сравнению с интактной на 1-и, 3-и и 14-е сутки эксперимента, что указывает на активное пополнение пула ядер поврежденного скелетного мышечного волокна. Впервые показано, что воздействие зеленого лазера на скелетные мышцы способствует ранней активации миосателлитоцитов на 3-и сутки по сравнению с 7-ми при естественном заживлении раны мышцы. Кроме того, наблюдается более широкий охват мышечной ткани репаративным процессом, так как после зеленой фотомодуляции количество MyoD+ ядер возрастает не только в очаговой зоне, но и вокруг нее.
Скелетная мышечная ткань, миосателлитоциты, myod+ядра, регенерация, зеленый лазер
Короткий адрес: https://sciup.org/143183602
IDR: 143183602 | DOI: 10.20340/mv-mn.2023.31(4).807
The effect of green laser photobiomodulation on the density of myosatellite cells in regenerating skeletal muscle tissue
The regeneration of skeletal muscle tissue after injuries of various origins is an urgent medical problem. In regenerating muscle, activation of hyperchromic myosatellite cells occurs, associated with the expression of myogenesis factors, including MyoD, proliferation and differentiation of nuclei. The effect of low-intensity green (520 nm) laser photobiomodulation on tissue has been little studied to date, but it can be assumed that laser radiation in the green region of the spectrum has a stimulating effect on the regeneration of skeletal muscle tissue. The purpose of the study was to analyze the effect of low-intensity photobiomodulation with a green laser (520 nm) on the density of MyoD+ nuclei in regenerating muscle. Three experimental groups of animals were formed: 0 - control (rats with an intact muscle); I - rats with an incised wound of m. gastrocnemius; II - rats with green laser exposure to the wound area, 60 s in continuous mode. A morphometric analysis of histological sections stained with hematoxylin-eosin and immune-histochemical methods was carried out. The results of the study showed that under the influence of green photobiomodulation there was an increase in the density of hyperchromic nuclei at periods of 1 and 3 days of the experiment. In the group exposed to the green laser, a significant increase in the distribution density of MyoD+ nuclei were found on the 3rd day of the experiment, both in the wound site and intact zones. At the same time, there was a significant increase in the distribution density of MyoD+ nuclei in the wound site compared to the intact zone on the 1st, 3rd and 14th days of the experiment, which indicates an active replenishment of the pool of nuclei of the destroyed skeletal muscle fibers. For the first time, it was shown that the effect of a green laser on skeletal muscles promotes early activation of myosatellite cells on the 3rd day compared to the 7th day during natural healing of a muscle wound. In addition, there is a wider coverage of muscle tissue by` the reparative process, since after green photobiomodulation the number of MyoD+ nuclei increase not only in the wound site, but also around it.
Список литературы Влияние зеленой лазерной фотомодуляции на плотность расположения миосателлитоцитов в регенерирующей скелетной мышечной ткани
- Vladimirsky VE, Vladimirsky EV, Vinogradov AB i dr. Fizicheskie i biologicheskie predposylki regeneratornykh effektov nizkointensivnykh lazernykh izlucheny (obzor). Kurortnaya meditsina. 2018;4:91-99. In Russian
- Vladimirov JuA, Klebanov GI, Borisenko GG, Osipov AN. Molekuljarnye i kletochnye mehanizmy deystviya nizkointensivnogo lazernogo izlu-cheniya. Biofizika. 2004;49:339-350. In Russian
- Sperandio FF, Simoes A, Correa L, et al. Low-level laser irradiation promotes the proliferation and maturation of keratinocytes during epithelial wound repair. J Biophotonics. 2015;8(10):795-803. https://doi.org/10.1002/jbio.201400064
- Carroll L, Humphreys TR. Laser-tissue interactions. Clin Dermatol. 2006;24:2-7. https://doi.org/10.1016/j.clindermatol.2005.10.019
- Gorshkova OP, Shuvaeva VN, Dvoretsky DP. Reaktsii pial'nykh arterial'nykh sosudov na vozdeystvie nizkointensivnogo lazernogo izlucheniya siney i zelenoy oblastey spectra. Regionarnoe krovoobrashchenie i mikrotsirkulyatsiya. 2013;12(3):71-74. In Russian
- Huynh QS, Elangovan S, Holsinger RMD. Non-Pharmacological Therapeutic Options for the Treatment of Alzheimer's Disease.Int J Mol Sci. 2022;23(19):11037. https://doi.org/10.3390/ijms231911037
- Gu Q, Wang L, Huang F, Schwarz W. Stimulation of TRPV1 by Green Laser Light. Evid Based Complement Alternat Med. 2012;2012:857123. https://doi. org/10.1155/2012/857123
- Chang CJ, Hsiao YC, Hang NLT, Yang TS. Biophotonic Effects of Low-Level Laser Therapy on Adipose-Derived Stem Cells for Soft Tissue Deficiency: WAPSCD Submission. Annals of Plastic Surgery. 2023;90(5S):158-164. https://doi.org/10.1097/SAP.0000000000003376
- Merigo E, Bouvet-Gerbettaz S, Boukhechba F, et al. Green laser light irradiation enhances differentiation and matrix mineralization of osteogenic cells. J Photochem Photobiol B. 2016;155:130-136. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2015.12.005
- Fushimi T, Inui S, Nakajima T, et al. Green light emitting diodes accelerate wound healing: Characterization of the effect and its molecular basis in Vitro and in Vivo. Wound Repair. Regen. 2012;20:226-235. https://doi.org/10.1111/j.1524-475X.2012.00771.x
- Gong C, Lu Y, Jia C, Xu N. Low-level green laser promotes wound healing after carbon dioxide fractional laser therapy. J Cosmet Dermatol. 2022;21(11):5696-5703. https://doi.org/10.1111/jocd.15298
- Gallyamutdinov RV, Astakhova LV, Golovneva ES, Serysheva OJu. Vliyanie lazernogo infrakrasnogo izlucheniya na nekotorye morfofunktsion-al'nye pokazateli regeneriruyushchey skeletnoy myshtsy v vozrastnom aspekte. Lazernaya meditsina. 2021;24(2-3):90-94. In Russian
- Gallyamutdinov RV, Golovneva ES, Revel'-Muroz ZhA, Elovskikh IV. Infrakrasnoe lazernoe vozdeystvie v kombinatsii s priemom aminokislot s razvetvlennoy bokovoy cep'yu stimuliruet fiziologicheskuyu adaptatsiyu skeletnykh myshts. Lazernaya medtsina. 2022;25(3):40-46. In Russian
- Shurygin MG, Bolbat AV, Shurygina IA. Miosatellity kak istochnik regeneratsii myshechnoy tkani. Fundamental'nye issledovaniya. 2015;1(8):1741-1746. In Russian
- Odintsova IA, Chepurnenko MN, Komarova AS. Miosatellitotsity - kambial'ny rezerv poperechnopolosatoy myshechnoy tkani. Geny i Kletki. 2014;9(1):6-14. In Russian
- Dvurekova EA, Artem'eva SS, Popova IE. Strukturno-funktsional'naya organizatsiya skeletnoy myshechnoy tkani. Voronezh: VGIFK, 2019. -175s. In Russian
- Wardle FC. Master control: transcriptional regulation of mammalian Myod. Journal of muscle research and cell motility. 2019;40(2):211-226. https://doi.org/10.1007/s10974-019-09538-6
- Mokalled MH, Johnson AN, Creemers EE, Olson EN. MASTR directs MyoD-dependent satellite cell differentiation during skeletal muscle regeneration. Genes & Development. 2012;26(2):190-202. https://doi.org/10.1101/gad.179663.111
- Wagner ASR, Gongalves W, Garrido CWL, et al. Nandrolone stimulates MyoD expression during muscle regeneration in the condition of myonecrosis induced by Bothrops jararacussu venom poisoning. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A. 2010;73(13-14):934-943. https://doi.org/10.1080/15287391003751729
- Lv W, Jin J, Xu Z, et al. IncMGPF is a novel positive regulator of muscle growth and regeneration. Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle. 2020;11(6): 1723-1746. https://doi.org/10.1002/jcsm. 12623
- Malthiery E, Chouaib B, Hernandez-Lopez AM, et al. Effects of green light photobiomodulation on Dental Pulp Stem Cells: enhanced proliferation and improved wound healing by cytoskeleton reorganization and cell softening. Lasers Med Sci. 2021;36(2):437-445. https://doi.org/10.1007/s10103-020-03092-1
