Белок NRF2 защищает мышцы от изменений в условиях невесомости

Длительное пребывание в условиях низкой гравитации приводит к атрофии и ослаблению мышц у астронавтов из-за их неиспользования. Исследователи из Японии идентифицировали белок, который влияет на реакцию мышц на космический полет.

В исследовании, опубликованном в июне 2021 года в Communications Biology, ученые из Университета Цукубы показали, что ядерный фактор E2-родственный фактор 2 (NRF2) помогает предотвратить ослабление мышц в условиях низкой гравитации.

Мышечная атрофия — частое явление при болезнях, старении и длительной неактивности, например, в космическом полете. В невесомости мышцы не только уменьшаются в размере, но и теряют «медленные» мышечные волокна, приобретая больше «быстрых» волокон.

«Это преобразование медленных волокон в быстрые тесно связано с увеличением окислительного стресса, — объясняет профессор Сатору Такахаси, старший автор исследования. — Поэтому мы ожидали, что удаление факторов, защищающих от окислительного стресса, ускорит атрофию мышц в условиях микрогравитации».

Чтобы проверить это, исследователи удалили у мышей ген, кодирующий NRF2 — регулятор ответа на окислительный стресс. Мышей отправили жить на Международную космическую станцию на месяц. После возвращения их икроножные мышцы сравнили с мышцами контрольной группы, оставшейся на Земле.

«Мы были удивлены, обнаружив, что мыши с нокаутом Nrf2 не потеряли больше мышечной массы, чем контрольные мыши в условиях микрогравитации, — говорит профессор Такахаси. — Однако у них наблюдалось значительное ускорение перехода от медленных к быстрым мышечным волокнам».

Помимо изменения состава мышц, произошли заметные сдвиги в том, как мышечная ткань использует энергию и питательные вещества. Это изменение энергетического метаболизма — характерная черта перехода типа волокон.

«Наши результаты показывают, что NRF2 изменяет состав скелетных мышц во время космического полета, регулируя окислительные и метаболические реакции», — заявляет профессор Такахаси.

Учитывая эту новую роль NRF2, поиск методов лечения, нацеленных на этот белок, может быть полезен для предотвращения изменений в мышцах астронавтов. Также воздействие на NRF2 может стать перспективным направлением в борьбе с мышечным истощением при таких заболеваниях, как рак, или в процессе старения.