Исследование с использованием мышиной модели эксцентрического сокращения показало, что обледенение поврежденных мышц замедляет регенерацию мышц. Открытие было сделано исследовательской группой, в которую входил доцент АРАКАВА Такамицу, а затем доктор философии.D. Студент КАВАСИМА Масато из Высшей школы медицинских наук Университета Кобе и доцент Технологического института Тиба КАВАНИСИ Нориаки и др. Кроме того, исследователи выяснили, что это явление может быть связано со способностью провоспалительных макрофагов проникать в поврежденные клетки. Это исследование поднимает вопрос о том, следует ли замораживать тяжелые мышечные травмы (например, разорванные мышцы).
Эти результаты исследования были опубликованы в Интернете в качестве одной из статей в журнале прикладной физиологии в прессе 25 марта 2021 г.
Травмы скелетных мышц включают в себя различные повреждения мышц; от микроклеточного уровня до тяжелого уровня. К этим травмам относятся не только травмы, полученные во время занятий спортом или физкультурой в школах, но и внешние травмы, полученные в результате несчастных случаев и стихийных бедствий.
«Обработка RICE» – это распространенный подход к травмам скелетных мышц, независимо от степени травмы. Этот акроним расшифровывается как Rest, Ice, Compression and Elevation и часто используется в физкультуре, спорте и даже в медицине. Лед обычно применяется независимо от типа мышечной травмы, но мало что известно о долгосрочных эффектах обледенения.
Лед используется для подавления воспаления, однако воспаление в ответ на повреждение тканей является одним из механизмов исцеления организма. Это стало пониматься как жизненно важный ответ для регенерации тканей. Другими словами, подавление воспаления с помощью льда также может препятствовать попыткам организма восстановить себя.
Эксперименты, изучающие эффект обледенения мышц после травмы, дали противоречивые результаты. Некоторые сообщили, что он задерживает регенерацию мышц, в то время как другие заявили, что он не тормозит этот процесс. Однако ни одно из исследований до сих пор не изучало эффекты обледенения с использованием модели травмы, которая имитирует обычные спортивные травмы, вызванные сокращением мышц.
Используя мышиную модель травмы из-за эксцентрического сокращения мышц, нынешняя исследовательская группа решила наблюдать за последствиями посттравматического обледенения. В этой мышиной модели травмы напоминали серьезные разорванные мышцы.
Методология и результаты исследования
Эксцентрическое сокращение было вызвано электрической стимуляцией мышц ног мышей с последующим приложением более сильной силы во время этой стимуляции, чтобы заставить мышцы ног двигаться в противоположном направлении. После этого были собраны мышцы. Обледенение выполнялось путем помещения полиуретановых мешков со льдом поверх кожи в течение трех 30-минутных сеансов в день с интервалом в два часа между каждым сеансом. Это продолжалось до двух дней после травмы. Обледенение было основано на обычном клинически рекомендованном методе.
Исследователи исследовали регенерированные скелетные мышцы через две недели после травмы, сравнивая группу, получавшую обледенение, и группу без обледенения. Значительно более высокий процент регенерированных мышечных волокон меньшего размера был обнаружен в поперечных сечениях из группы, получавшей обледенение, с большим количеством средних и крупных волокон в группе без обледенения (Рисунок 1). Другими словами, это показало, что регенерация скелетных мышц может задерживаться в результате обледенения.
Затем исследователи периодически брали образцы мышц у гололедных и незамороженных групп животных, чтобы исследовать, что происходило в процессе регенерации до этого момента.
В процессе регенерации воспалительные клетки собираются в месте травмы, удаляют мусор из поврежденной мышцы и затем начинают наращивать новую мышцу. Однако результаты показали, что воспалительным клеткам труднее проникнуть в поврежденные мышечные клетки, если приложить лед (рис. 2).
Макрофаги типичны для воспалительных клеток, попадающих в поврежденную мышцу. Они состоят из провоспалительных макрофагов, которые фагоцитируют поврежденную ткань, вызывая воспаление, и противовоспалительных макрофагов, которые подавляют воспалительную реакцию и способствуют восстановлению. Считается, что провоспалительные макрофаги меняют свои характеристики, становясь противовоспалительными. Результаты экспериментов этой исследовательской группы показали, что обледенение задерживает прибытие провоспалительных макрофагов к месту травмы (рис. 3).
Эти результаты указывают на возможность того, что макрофаги не могут в достаточной степени фагоцитировать поврежденную мышцу при применении льда после тяжелых мышечных травм, вызванных эксцентрическим сокращением, что, следовательно, задерживает образование новых мышечных клеток.
Доцент Аракава говорит, "В спорте мантра о немедленном прикладывании льда к травме является обычным явлением, независимо от ее тяжести. Однако механизм, который мы осветили в ходе этого исследования, предполагает, что отказ от обледенения при серьезной мышечной травме может привести к более быстрому восстановлению. Идея немедленного охлаждения любого типа травмы также укоренилась на уроках физкультуры в школах. Надеюсь, что в будущем станет известен альтернативный вариант ускорения выздоровления, не охлаждая тяжелые мышечные травмы.
"Однако, несмотря на то, что обледенение может нарушить процесс восстановления после тяжелых мышечных травм, нельзя отрицать возможность того, что есть степени легких мышечных травм, которые можно обледенеть. Следующая проблема – решить, где провести черту. Сейчас мы занимаемся исследованием того, как обледенение влияет на легкие мышечные травмы.
"Далее мы продолжим исследовать, как следует проводить обледенение в зависимости от степени мышечной травмы. Мы стремимся предоставить рекомендации, которые позволят людям, занимающимся спортом и клинической реабилитацией, делать точные суждения о том, следует ли замораживать травму."