Обнаружена молекула, регулирующая адаптацию мышц к физической нагрузке
Исследователи из Гарвардского университета (США) и Университета Сан-Паулу (Бразилия) выяснили, что ключевым медиатором адаптации мышц к упражнениям является сукцинат. Ранее этот метаболит был известен только своим участием в митохондриальном дыхании.
Основные выводы:
- Во время физических упражнений мышечные клетки выделяют сукцинат в межклеточное пространство.
- Выделение происходит из-за закисления клеточной среды (снижения pH) в результате анаэробного производства энергии и накопления лактата.
- В кислой среде сукцинат протонируется и покидает клетку с помощью транспортного белка MCT1.
- Внеклеточный сукцинат действует как сигнальная молекула, связываясь с рецептором SUCNR1 на соседних клетках (например, мотонейронах).
- Эта сигнализация запускает ремоделирование мышечной ткани: усиление разветвления мотонейронов, повышение однородности мышечных волокон для увеличения силы и улучшение захвата глюкозы клетками.
Экспериментальное подтверждение:
- У мышей и добровольцев (25–35 лет) после интенсивной нагрузки уровень сукцината значительно повышался в мышечных волокнах и межклеточном пространстве, а также в венозной крови, оттекающей от мышц.
- In vitro эксперименты с культурами мышечных клеток в условиях гипоксии и с ооцитами лягушки, экспрессирующими человеческий MCT1, подтвердили, что именно закисление среды вызывает выделение сукцината.
- У генетически модифицированных мышей, не экспрессирующих рецептор SUCNR1, даже после трех недель тренировок не происходило характерного ремоделирования мышц, улучшения захвата глюкозы и повышения чувствительности к инсулину.
Исследование впервые описывает паракринную (локальную сигнальную) роль сукцината в мышечной ткани. В перспективе ученые планируют выяснить, нарушен ли этот механизм при заболеваниях с изменениями энергетического метаболизма и закислением клеток, например, при нейродегенеративных расстройствах.