Клетки запоминают кратковременное механическое воздействие. Что это значит для физических упражнений?
Новое исследование Северо-Восточного университета показывает, что изменения внутри клеток в ответ на механическую силу (толчок или растяжение) продолжаются и после прекращения воздействия.
Ключевые выводы:
- Клеточная память: Эффект от приложенной силы сохраняется в клетке после её удаления. Клетки «помнят» пережитый опыт.
- Прерывистая нагрузка: Кратковременные повторяющиеся эпизоды механического стресса вызывают такой же долговременный биологический ответ, как и непрерывное воздействие той же общей продолжительности.
- Механизм: По мере накопления силы клетки укрепляют свой цитоскелет белком актином. Достигнув критического количества, филаментозный актин (F-актин) активирует белок YAP, который перемещается из цитоплазмы в ядро. Там YAP связывается с ДНК/хроматином и запускает экспрессию гена CTGF.
Учёные воздействовали силой на эпителиальные клетки хомяка, встряхивая магнитную бусину на их поверхности. Сравнивались режимы:
- Непрерывная сила в течение 30 и 60 минут.
- Прерывистая сила (эпизоды по 2 или 10 минут с перерывами) в течение 60 минут.
Результаты:
- 30 минут непрерывной силы не вызывали перемещения YAP в ядро и экспрессии гена.
- 60 минут непрерывной силы и 60 минут прерывистой силы приводили к накоплению критического количества F-актина, перемещению YAP и последующей экспрессии гена.
Значение:
Исследование, опубликованное в APL Bioengineering, впервые демонстрирует «память» на силу в клетках, не являющихся нервными. Это открытие перспективно для людей с ограниченной подвижностью (например, пожилых), так как предполагает, что для получения клеточных преимуществ упражнений не обязательно нагрузка должна быть непрерывной.