ЛЕНТА

Одна мутация отучила мух получать пользу от физкультуры

The Simpsons / 20th Century Fox Television

В мышцах животных обнаружили белки, которые отвечают за реакцию организма на физические упражнения — рост мышц и перестройку обмена веществ. Они называются сестринами. Их нокаут сводит эффект физкультуры на нет. Добавление сестринов в клетки, напротив, позволяет предотвратить атрофию мышц, даже если животное их не тренирует. Две дополняющие друг друга работы, посвященные сестринам, опубликованы в журнале Nature Communications.

Физические упражнения — самый простой способ поддерживать здоровье в пожилом возрасте и не дать мышцам атрофироваться. Однако далеко не все люди способны им воспользоваться, кому-то мешает работа, кому-то — здоровье, а кто-то просто не может собраться. Поэтому было бы удобно найти какой-нибудь медикаментозный заменитель физкультуры, который позволил бы избежать возрастной атрофии мышц даже тем, кто не может делать упражнения. Но для этого необходимо сначала выяснить, какой механизм связывает физкультуру и здоровье мышечной ткани.

Две группы исследователей — из Университета Мичигана и Университета Помпеу Фабра в Барселоне — предложили рассмотреть в качестве такого связующего звена белки сестрины. У млекопитающих их три типа, у мух и червей — по одному. Сестрины работают в основном в мышцах, накапливаются в клетках при стрессе и отвечают за регуляцию обмена веществ: снижают уровень окислительного стресса, подавляют синтез белка (блокируя белковый комплекс TOR) и запускают аутофагию — переваривание и обновление отдельных частей клетки.

Чтобы проверить, действительно ли сестрины отвечают за эффект от физических упражнений, ученые из Университета Мичигана разработали комплекс физкультуры для дрозофил. Они с определенной периодичностью стряхивали мух на дно пробирки, откуда они, повинуясь своему отрицательному геотаксису, ползли наверх, где их снова стряхивали. После трех недель таких тренировок подопытные мухи действительно стали сильнее: например, они могли бегать без устали 500 минут вместо обычных 400. Однако на нокаутных мух тренировки не оказали никакого действия: животные, у которых ген сестрина был выключен, после занятий уставали так же быстро, как и до.

Затем исследователи подтвердили, что сестрин работает именно в мышцах. Для этого они избирательно блокировали его экспрессию у здоровых животных — и они оказались так же нечувствительны к тренировкам, как и нокаутные мухи. И наоборот: если нокаутным мухам в мышцы добавить рабочий ген сестрина, физкультура начинала приносить плоды, несмотря на то, что во всех остальных клетках организма сестрин не работал.

Дальше ученые переключились на мышей и выяснили, что из трех сестринов у них за эффект от физкультуры отвечает сестрин-1: только его нокаут делал мышей нечувствительным к тренировкам. Изучив физиологию нокаутных по сестрину-1 мышей подробнее, исследователи заметили, что у них после тренировок остается неизменной не только скорость, с которой они устают, но также чувствительность к инсулину, интенсивность дыхания и количество митохондрий. Таким образом, сестрин подошел на роль белка, который изменяет обмен веществ в мышцах, влияя тем самым и на другие системы органов.

В то же время исследователи из Барселоны работали только с мышами и проверяли, как у них сестрины участвуют в разных типах мышечной атрофии. Они обнаружили, что во всех случаях атрофии — вызванной неподвижностью, отмиранием мышечных нервов или возрастом — оверэкспрессиия сестринов позволяет снизить потери в мышечной ткани. Они подтвердили, что это происходит за счет аутофагии: как правило, в деградирующей мышце ее уровень снижается, а сестрины, наоборот, ее стимулируют и поддерживают жизнеспособность мышечных волокон.

Таким образом, сестрины можно было бы использовать как молекулярные аналоги физических упражнений. Тем не менее, поскольку это крупные молекулы, их довольно сложно доставить избирательно в мышечную ткань взрослого человека. Поэтому для того, чтобы создать таблетку-«имитатор физкультуры» — подобно тому, как появились имитаторы голодания — придется найти небольшие молекулы, способны запустить работу сестринов в мышцах.

Ученые то и дело находят у физических упражнений самые неожиданные эффекты. Так, например, мы рассказывали о том, что физкультура помогает не только снизить риск смерти от всех причин, но также уменьшить количество мутаций в митохондриях, предотвратить депрессию и «прокачать» память.

Полина Лосева

источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!
Установите приложение MEGANEWS на Google Play
УСТАНОВИТЬ
Закрыть
Закрыть

Обнаружен Adblock

Поддержите нас, пожалуйста, отключив блокировку рекламы.