Учёные нашли скрытую причину ослабления мышц с возрастом
Исследователи из Копенгагенского университета установили, что смена типов мышечных волокон при старении — защитная реакция, связанная с митохондриальной молекулой кардиолипином. Результаты, полученные в основном на мышах, могут указать путь к новым методам лечения возрастной потери мышц.
Учёные из Копенгагенского университета (Дания) выяснили, почему стареющие мышцы всё больше опираются на медленные мышечные волокна, хотя те зависят от митохондрий — клеточных структур, вырабатывающих значительную часть энергии мышц, — а с возрастом митохондрии работают хуже. Исследование показывает, что эта перестройка является защитным механизмом, и намечает возможный новый подход к лечению потери мышечной массы.
Два типа волокон
В мышцах есть быстрые волокна, дающие мощные и резкие движения, но быстро устающие, и медленные, которые поддерживают длительную нагрузку и содержат больше митохондрий. С возрастом сила снижается, а доля медленных волокон растёт. Похожие изменения наблюдали и при ряде состояний, вызывающих атрофию мышц.
Роль кардиолипина
Исследователи сосредоточились на кардиолипине — жировой молекуле, которая находится почти исключительно во внутренней мембране митохондрий и помогает поддерживать её складчатую структуру. В мышцах мышей и людей его уровень снижается с возрастом или при болезни, а митохондрии приобретают структурные нарушения. Когда учёные искусственно снизили кардиолипин у молодых мышей, состав волокон изменился так же, как при естественном старении. Восстановление примерно двух третей нормального уровня начало обращать потерю мышц вспять и полностью предотвратило преждевременную гибель животных.
Защита, а не просто повреждение
При нехватке кардиолипина повреждённые митохондрии вырабатывают гораздо больше активных форм кислорода (АФК). Они могут вредить клеткам, но также служат сигналом, помогающим запустить переход от быстрых волокон к медленным. Этот ответ координирует белок ERRγ: когда его подавили в выращенных в лаборатории мышечных клетках, переход полностью прекратился. Мыши с дефицитом кардиолипина поглощали больше глюкозы, но мышцы использовали её не для энергии, а для производства собственных антиоксидантов.
«Переключение волокон — это не отказ мышцы, а обмен мощности на защиту. Поэтому вмешательство может дать обратный эффект: когда мы давали мышам антиоксиданты для нейтрализации АФК, их мышцы чувствовали себя хуже, а не лучше», — говорит доцент Фабиан Фингер из Копенгагенского университета.
Ограничения и перспективы
Эксперименты, показавшие защитный механизм и обратимость потери мышц, проводились на мышах; образцы человеческих мышц использовали лишь для подтверждения снижения кардиолипина с возрастом. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) недавно в ускоренном порядке одобрило элампретид, препарат для стабилизации кардиолипина, для лечения синдрома Барта — редкого наследственного заболевания, однако его действие при обычной возрастной потере мышц неизвестно. Работу возглавил Центр фундаментальных исследований метаболизма Фонда Novo Nordisk при Копенгагенском университете; в ней участвовали учёные более чем из 20 учреждений.
