Ученые составили карту распределения карнитина в мышечных клетках
Исследователи из Токийского столичного университета разработали метод картирования распределения карнитина в клетках скелетных мышц. Карнитин — это соединение, которое помогает транспортировать жирные кислоты и снижать уровень побочных продуктов метаболизма. Они обнаружили, что больше всего карнитина содержится в медленных мышечных волокнах, и что активность быстро приводит к повышению уровня ацетилкарнитина — продукта немедленной реакции карнитина внутри клетки.
Роль карнитина: Энергия для мышц производится в митохондриях, где жирные кислоты превращаются в АТФ. Карнитин помогает транспортировать жирные кислоты в митохондрии. Он также связывается с токсичным в высоких концентрациях побочным продуктом — ацетил-КоА — и превращается в ацетилкарнитин, обеспечивая бесперебойный метаболизм.
Новый метод: Команда под руководством доцента Ясуро Фуруити использовала версию карнитина, в которой часть водорода была заменена на дейтерий. Это дает уникальный сигнал при масс-спектрометрии. Обработанные клетки мышиных мышц быстро замораживали, нарезали на ультратонкие срезы и анализировали с помощью метода визуализирующей масс-спектрометрии, показывающего распределение соединений.
Ключевые открытия:
- Концентрация карнитина была выше в медленных мышечных волокнах (ответственных за длительные усилия), чем в быстрых. Это связано с большим количеством митохондрий в медленных волокнах.
- При электрической стимуляции (имитация сокращения) наблюдался значительный рост поглощения карнитина волокнами и повышение уровня ацетилкарнитина. Это показывает, что внутриклеточный карнитин реагирует на активность очень быстро.
Новый метод раскрывает ранее недоступные детали биохимических процессов в мышцах. Карнитин — популярная пищевая добавка, но его влияние на мышечную функцию обсуждается. Количественное измерение его поглощения, локализации и метаболизма в клетках может прояснить эффективность терапий.
Исследование опубликовано в журнале Heliyon.