Чтобы восстановить состарившиеся мышцы, заблокируйте миостатин
Найден ключ к восполнению возрастной потери мышечной массы
LifeSciencesToday по материалам Johns Hopkins Medicine:
Hopkins Researchers Solve Key Part Of Old Mystery In Generating Muscle Mass
Результаты нового исследования, проведенного учеными Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University), убедительно подтверждают теорию о том, что возрастную потерю мышечной массы можно восполнить в условиях отсутствия полностью функционального ресурса мышечных стволовых клеток.
«Это хорошая новость для пациентов с мышечной дистрофией и другими видами атрофии мышц, связанными с ослаблением функции стволовых клеток», - комментирует результаты экспериментов на мышах профессор молекулярной биологии и генетики Школы медицины университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University School of Medicine) Се-Джин Ли (Se-Jin Lee), MD., PhD., ведущий автор статьи, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (Role of satellite cells versus myofibers in muscle hypertrophy induced by inhibition of the myostatin/activin signaling pathway, в открытом доступе).
У взрослых млекопитающих, включая человека, мышечные стволовые клетки, известные как сателлитные клетки, как правило, находятся в спящем состоянии. Физические упражнения или травма стимулируют их деление и слияние либо друг с другом, либо с близлежащими мышечными волокнами, что позволяет увеличить или заместить потерянную мышечную массу. При атрофических мышечных расстройствах, таких как мышечная дистрофия, дегенерация мышц сначала активирует регенерацию потерянных тканей клетками-сателлитами, но в конечном итоге этот регенеративный ресурс исчерпывается и баланс смещается в сторону дегенерации.
Механизм сохранения и увеличения мышечной массы в нормальных условиях, при отсутствии травм, включая роль миостатина – секретируемого мышечными клетками белка, останавливающего рост мышц, – остается малоизученным. Блокирование функции миостатина у нормальных мышей приводит к увеличению массы мышц на 25-50 процентов. Но какие именно клетки получают сигнал миостатина и реагируют на него, остается неизвестным. Сегодня в этом подозреваются как сателлитные, так и сами мышечные клетки.
Чтобы выяснить, необходимы ли для реализации функции миостатина сателлитные клетки, американские ученые использовали три подхода. Во-первых, они исследовали специально выведенных мышей с тяжелыми дефектами либо в функции, либо количестве сателлитных клеток. При блокировании функции миостатина (с помощью химических веществ или генной инженерии) у обоих типов мышей мышечная масса по-прежнему значительно увеличивалась по сравнению с таковой у мышей с нормальной функцией сателлитных клеток. Эти результаты означали, что миостатин может действовать, по крайней мере, частично, независимо от сателлитных клеток.
У мышей без гена миостатина (справа) мышечная масса почти в два раз больше, чем у нормальных животных.
Фото: Se-Jin Lee Lab.
Во-вторых, ученые предположили, что, если миостатин непосредственно подавляет рост сателлитных клеток, их число в отсутствие миостатина должно увеличиться. Исследователи пометили сателлитные клетки стойким красителем, а затем подавили функцию миостатина химическим веществом. Как и ожидалось, мышечная масса мышей значительно увеличилась, но количество сателлитных клеток осталось прежним. Не наблюдалось и их более активного слияния с мышечными волокнами. По словам профессора Ли, эти результаты убедительно доказывают, что миостатин не подавляет пролиферацию сателлитных клеток.
В-третьих, для дальнейшего подтверждения своей теории о том, что миостатин действует, прежде всего, через мышечные клетки, а не через клетки-сателлиты, ученые вывели мышей с мышечными клетками, лишенными рецепторов миостатина. Если большинство рецепторов миостатина находится на сателлитных клетках, удаление рецепторов с мышечных клеток не должно было бы изменить активность миостатина. Но исследователи наблюдали умеренное, но статистически значимое увеличение мышечной массы, что еще раз доказывало, что важными приемниками сигналов миостатина являются сами мышечные клетки.
Профессор Ли отмечает, что, поскольку полученные им результаты не дают никаких доказательств, что клетки-сателлиты имеют первостепенное значение для молекулярного пути миостатина, даже пациенты с пониженной мышечной массой, обусловленной подавлением функции сателлитных клеток, способны к некоторому восстановлению мышечного тонуса с помощью лекарственной терапии, блокирующей активность миостатина.
Все мы, по мере старения, теряет мышечную массу, и самым распространенным объяснением этому является потеря сателлитных клеток.
«Можно ли увеличить мышечную массу, подвижность и независимость нашего стареющего населения, заблокировав путь миостатина?», – задается вопросом профессор Ли. – Наши эксперименты на мышах показывают, что эта стратегия действительно может решить проблемы, связанные с потерей сателлитных клеток».
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
15.10.2012