Исследователи из медицинской школы Duke-NUS совместно со специалистами из Сингапурского госпиталя и Кардиффского университета обнаружили клеточный механизм в мышцах, который помогает людям сохранять подвижность и силу в пожилом возрасте, и запускается он благодаря физической активности.
Как упражнения «перезапускают» стареющие мышцы
Физические упражнения не просто помогают нарастить мышечную массу. В более зрелом возрасте они поддерживают работу мощного клеточного механизма, который эффективно восстанавливает поврежденные ткани. Ученые не только выяснили, как именно работает эта система, но и нашли способ сохранять ее баланс в стареющих мышцах.
Unsplash
Тренировки не только наращивают мышцы, но и «чинят» их на клеточном уровне
Что показало новое исследование
С возрастом, начиная примерно с середины жизни, мышцы постепенно теряют функцию. Чтобы сохранить силу, приходится прилагать больше усилий, иначе возрастает риск падений, замедляется восстановление после травм и ухудшается регуляция уровня сахара в крови. Ученые выяснили, что ключевую роль в поддержании мышц играет сигнальный путь mTORC1, он контролирует выработку белка и общее «здоровье» тканей.
Проблема в том, что с возрастом баланс этой системы нарушается: новые белки продолжают синтезироваться, но поврежденные молекулы не удаляются должным образом. В результате в мышцах накапливается своего рода «клеточный мусор», который и приводит к снижению силы.
В ходе исследования команда выявила транскрипционный фактор DEAF1 — ген, который запускает этот сбой в стареющих мышцах. Он вызывает чрезмерную активность mTORC1 и нарушает нормальный обмен белков, характерный для молодых тканей. В норме работу DEAF1 контролируют регуляторные белки FOXO, однако с возрастом они теряют способность эффективно сдерживать его активность. В итоге вместо восстановления и укрепления мышц процесс начинает ускорять их разрушение.
Однако если уровень DEAF1 слишком высок или активность белков FOXO сильно снижена, одних тренировок может быть недостаточно. По мнению исследователей, именно этим можно объяснить, почему физическая активность помогает одним пожилым людям больше, чем другим.
Эксперименты проводились на пожилых мышах и плодовых мушках, и в обоих случаях ученые наблюдали одинаковую картину: повышение уровня DEAF1 усиливало мышечную слабость, а его подавление восстанавливало баланс системы и способствовало регенерации и укреплению мышц. Несмотря на то что эти модели проще человеческого организма, одинаковый механизм у разных видов указывает на универсальность процесса.