Согласно статье, опубликованной в eLife, ученые составили комплексную «карту» старения мышц у мышей, которую можно использовать для поиска методов лечения, предотвращающих снижение подвижности и функции мышц с возрастом. Исследование открывает, какие молекулы в мышцах значительно изменяются на разных этапах жизни, и показывает, что если добавить молекулу белка Клото мышам в возрасте – но не в очень преклонном, – это поможет улучшить мышечную силу грызунов, передает пресс-служба журнала eLife.
Возрастная потеря массы и функции скелетных мышц – так называемая саркопения – связана с потерей подвижности. Несмотря на то, что науке известно, как саркопения влияет на внешний вид и поведение мышечных тканей, лежащие в основе молекулярные механизмы саркопении остаются малоизученными. Современные методы лечения саркопении в основном предлагают увеличить физическую активность или внести изменения в рацион питания.
«Хотя пока нет проверенных методов лечения саркопении, некоторые фармацевтические препараты проходят клинические испытания. Интересно, что многие из них действуют на механизмы, которые также включают в себя белок под названием Клото, – цитируют в пресс-релизе одного из авторов исследования Закари Клеменса, докторанта кафедры окружающей среды и гигиены труда в Университете Питтсбурга (Пенсильвания, США). – Данные говорят о том, что уровни Klotho постепенно снижаются с возрастом, и поэтому мы хотели проверить, смогут ли дополнительные молекулы Клото ослабить развитие саркопении».
Команда сначала охарактеризовала и сравнила изменения в структуре, функции и активности генов в скелетных мышцах на протяжении жизни у мышей. Они сгруппировали грызунов по четырем возрастным категориям: молодые, взрослые, старые и самые старые – и посмотрели на мышечный вес, тип мышечных волокон, накопление жира в мышцах и функцию скелетных мышц. Хотя у возрастных грызунов уже были признаки легкой саркопении, общие клинические признаки заболевания присутствовали только у самых старых мышей.
Затем ученые изучили изменения в активности мышечных генов и обнаружили прогрессирующие генетические нарушения, которые связаны с признаками старения. Они определили «энтропию» сетей мышечных клеток и обнаружили наибольшую разницу между молодыми и старыми возрастными группами. У самых старых мышей энтропия достигла максимум. А вот разница в старении мышц у старых и совсем пожилых мышей была небольшой. Вдобавок, когда ученые посмотрели на данные о генах мышц человека из разных возрастных групп, они увидели, что энтропия достигла самого низкого уровня в четвертом десятилетии жизни, после чего энтропия возросла. Это заинтересовало команду, поскольку четвертое десятилетие жизни – это момент, когда саркопения часто начинает развиваться.
Команда также проверила, помогут ли дополнительные молекулы Клото в заживлении мышц после травм у мышей. Они обнаружили, что добавление молекул после мышечной травмы уменьшало рубцевание и увеличивало количество структур, связанных с производством силы у животных. У травмированных мышей, которым вводили Клото, также улучшилась мышечная функция, такая как сокращение мышц и выработка силы, а выносливость всего тела улучшилась в два раза.
Наконец, команда исследовала, может ли введение мышам Клото обратить вспять возрастное снижение качества и функции мышц. Они обнаружили, что введение Klotho привело к некоторым улучшениям у старых мышей: мышцы стали сильнее на 17%, а выносливость при поддержании веса всего тела была на 60% больше по сравнению с мышами, которые не получили лечения. Но это было замечено только у взрослых мышей, а не у самых пожилых животных. Дальнейшие исследования показали, что Клото влияет на гены, связанные с признаками старения, во всех возрастных группах, но у самых старших мышей наблюдается случайный ответ генов. Ученые сделали вывод, что лечение с помощью Клото может помочь замедлить развитие саркопении на более ранних стадиях заболевания.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение