Исследователи обнаружили механизм в наших клетках, который необходим для производства энергии в мышцах. Это открытие может привести к новому лечению расстройств, поражающих мышцы, таких как диабет, рак и сердечно-сосудистые заболевания.

Хотя общеизвестно, что физические упражнения полезны для нас, многие из основных молекулярных механизмов еще предстоит определить. Теперь исследователи из Копенгагенского университета получили новые знания, которые помогут нам понять влияние физических упражнений на здоровье — и, возможно, проложат путь к новым методам лечения многих заболеваний, поражающих мышцы.

«Мы выявили новый важный механизм выработки энергии мышечными клетками и показали, что он активируется физическими упражнениями — независимо от возраста, пола и состояния здоровья», — говорит доцент Ликке Силов из кафедры биомедицинских наук, которая является автором-корреспондентом новой статьи, опубликованной в журнале Nature Communications.

В исследовании ученые демонстрируют, что определенный белок играет ключевую роль в производстве энергии, происходящем на энергетической фабрике клеток, митохондриях. И они были удивлены, обнаружив, что с помощью фитнес-тренировок (так называемых аэробных упражнений) на самом деле можно обойти роль этого белка в производстве энергии.

Первый автор исследования, постдок Тан Кам Фунг Фам, объясняет: «Наше исследование показывает, что упражнения могут противодействовать генетическим ошибкам в производстве мышечной энергии. Если этот белок отсутствует, упражнения могут активировать альтернативные процессы, которые воссоздают энергетический потенциал мышц и обходят генетическую ошибку. Это чрезвычайно интересно, потому что показывает, насколько полезны упражнения в преодолении генетических ошибок».

Возможность разработки новых методов лечения

Исследователи до сих пор не знают точно, как упражнения обходят этот процесс, но их открытие может помочь проложить путь к новым вариантам лечения ряда расстройств, поражающих мышцы. Их открытие может позволить разработать препарат, который будет имитировать пользу для здоровья от физических упражнений у людей, которые не могут заниматься спортом, говорит Силов.

«Это открывает возможность разработки новых методов лечения более 200 различных заболеваний, связанных с дефектами выработки энергии мышцами. Сюда входят редкие митохондриальные генетические заболевания, а также более распространенные заболевания, такие как диабет, рак, сердечно-сосудистые заболевания и нейродегенеративные расстройства, при которых снижение функции мышц связано с повышенной смертностью».

Хотя потеря мышечной массы является нормальным явлением, для некоторых групп пациентов, включая онкологических больных, она может быть смертельной .

«Когда больные раком теряют мышечную массу, они могут не иметь возможности получить лучшее из доступных методов лечения . Это может помешать им получить оптимальную химиотерапию для уничтожения опухоли, поскольку лечение слишком токсично для пациентов, у которых недостаточно мышечной массы. Таким образом, существует сильная связь между мышечной массой и физической активностью , с одной стороны, и вероятностью выживания при раке, с другой», — говорит Силов.

«Но если бы мы могли увеличить мышечную массу пациентов, хотя бы немного, когда они начинают лечение рака, для некоторых людей это могло бы иметь решающее значение между жизнью и смертью».

Белок, который имеет жизненно важное значение для недавно открытого митохондриального механизма, известен как SLIRP.

В исследовании ученые также демонстрируют, что SLIRP стабилизирует гены, обнаруженные в митохондриях. Помимо прочего, SLIRP отвечает за трансляцию так называемой мРНК в белки, которые необходимы для здоровых, вырабатывающих энергию митохондрий. Однако, если SLIRP отсутствует, митохондрии повреждаются и не смогут вырабатывать достаточно энергии. Это процесс, который физические упражнения могут помочь обойти.

Силов подчеркивает, что в ближайшем будущем мы не получим таблетку с таким же положительным эффектом, как физические упражнения, но эти новые знания приближают исследователей на шаг к разработке лекарств, нацеленных на митохондрии, имитирующих лишь некоторые из преимуществ для здоровья физических упражнений. И это может иметь большое значение.

«Физические упражнения — это магия для мышц. Хотя большинству из нас довольно трудно встать с дивана и заняться спортом, это становится еще сложнее, если вы больны. Поэтому было бы здорово, если бы мы могли заставить часть этого мышечного волшебства происходить без упражнений. Это действительно могло бы улучшить качество жизни и здоровья многих пациентов», — заключает Силов.