Evaluation of arginine efficacy in control of steroid myopathy induced by long-term dexamethasone treatment in white rats

Abstract

Цель - изучение эффективности аргинина (Арг) в компенсации негативного влияния длительно вводимого дексаметазона (Д) на скелетную мышцу смешанного типа с преобладанием быстрых волокон (переднюю большеберцовую). Методика. Эксперименты проводились на половозрелых крысах-самках (190-210 г), разделенных на 4 группы: контрольную (n = 10, К-группа), I опытную (n = 10, на протяжении 30 сут. получали дексаметазон, Д-группа), II опытную (n = 10, на протяжении 30 сут. получали дексаметазон в комплексе с аргинином, Д + Арг-группа) и III опытную (n = 10, на протяжении 30 сут. получали аргинин, Арг-группа). Дексаметазон («KRKA», Словения) вводили 1 раз в 2 сут., внутрибрюшинно в дозе, адекватной терапевтической для человека, - 0,25 мг/кг. Аргинин («Кардиоаргинин», «Здоровье», Украина) вводили ежедневно, подкожно в дозе 100 мг/кг. На наркотизированных животных (тиопентал натрия, 100 мг/кг) с помощью методов электромиографии и миографии изучали некоторые параметры функционального состояния передней большеберцовой мышцы при ее сокращении, индуцированном раздражением малоберцового нерва сверхпороговым электрическим током. Результаты. Развитие ятрогенного гиперкортицизма сопровождалось ухудшением функционального состояния мышцы. Так, после 30 сут. введения Д отмечалось ухудшение электрофизиологических параметров мышцы: удлинение латентного периода М-ответа (на 19%) и уменьшение его амплитуды (на 37%) на фоне неизменной длительности, увеличение частоты полифазных потенциалов (до 40%), снижение надежности синаптической передачи (у 70% особей), патологически значимое ее облегчение (у 50% особей) и депрессия (у 20% особей) при оптимальной частоте (30 имп/с) стимуляции малоберцового нерва. Длительное введение Д обусловливало уменьшение количества активируемых двигательных единиц мышцы (на 43%) и ее массы (на 10%), а также ухудшение амплитудных и временных параметров одиночного сокращения: выраженное снижение амплитуды одиночного сокращения (на 53%), удлинение его латентного периода (на 48%) и фазы укорочения (на 46%). Применение Арг в комплексе с Д ослабляло негативное влияние синтетического глюкокортикоида на функциональное состояние мышцы. В частности, Арг предотвращал удлинение латентного периода и уменьшение амплитуды М-ответов, количества активируемых двигательных единиц мышцы и несколько уменьшал частоту встречаемости сниженной надежности синаптической передачи (у 40% особей против 70% в Д-группе), но не предотвращал полностью ее появления. Арг не предотвращал увеличения частоты полифазных М-ответов, но компенсировал снижение их амплитуды. Арг, вводимый в комплексе с Д, предотвращал уменьшение мышечной массы и ухудшение амплитудных и временных параметров одиночного сокращения мышцы, типичных для животных Д-группы. Заключение. Полученные в модельных экспериментах на животных в условиях in situ данные свидетельствуют о способности Арг компенсировать ряд негативных изменений, развивающихся в скелетной мышце при длительном введении Д. Aim. To study the efficacy of arginine (Аrg) in control of adverse effects of long-term dexamethasone (D) treatment on the mixed-type skeletal muscle with prevalence of fast fibers ( m. tibial anterior ). Method. Experiments were performed on sexually mature female rats (190-210 g) divided into 4 groups: control (n = 10, C group), experimental group 1 (n = 10, dexamethasone treatment for 30 days, D group), experimental group 2 (n = 10, administration of dexamethasone in combination with arginine for 30 days, D + Arg group), and experimental group 3 (n = 10, arginine administration for 30 days, Arg group). Dexamethasone (KRKA, Slovenia) was injected at a dose equivalent to the human therapeutic dose (0.25 mg/kg, i.p.) every second day. Arginine (Kardioarginine, Zdorovje, Ukraine) was injected at a dose of 100 mg/kg, s.c., daily. The function of anterior tibial muscle was studied on anesthetized animals (sodium thiopental, 100 mg/kg) using electromyography and myography. Muscle contractions were induced by stimulation of the fibular nerve with suprathreshold electric current. Results. Development of iatrogenic hypercorticoidism was associated with deterioration of the muscle function. Thus, after 30 days of the D treatment, impairment of muscle electrophysiology was observed, including prolongation of the M response latency (19%) and a decrease in its amplitude (37%) with unchanged duration; increased frequency of polyphase potentials (up to 40%); reduced reliability (70% of animals) and pathologically significant facilitation of synaptic transmission (50% of animals) or its depression (20% of animals) at an optimum frequency (30 imp/s) of fibular nerve stimulation. The long-term D treatment resulted in decreases in the number of activated motor units (43%) and muscle weight (10%) and impairment of the amplitude and temporal parameters of a single contraction, including profound decreases in the single contraction amplitude (53%), latent period (48%), and shortening phase (46%). The Arg+D treatment attenuated the D adverse effects on the muscle function. Thus, Arg prevented the prolongation of M response latent period and decreases in its amplitude and number of activated muscle motor units, and somewhat decreased the incidence of reduced synaptic transmission reliability (40% of animals vs. 70% in the D group) but did not completely prevent it. Аrg did not prevent the increase in polyphase M-response frequency, but controlled the decrease in its amplitude. Аrg+D prevented the decrease in muscle weight and the impairment of single contraction amplitude and temporal parameters typical for animals of D groups. Conclusion. The study performed on an in situ animal model confirm the ability of Arg to effectively control some adverse changes developing in the skeletal muscle during long-term D administration.