Медвежья спячка: в крови найдены факторы против мышечной атрофии
Японские учёные наблюдали рост мышечной массы в культивируемых клетках скелетных мышц человека, обработанных сывороткой крови из спящих чёрных медведей. Это подтверждает, что уникальные факторы, активирующиеся в крови этих животных зимой, запускают их удивительную способность предотвращать атрофию мышц, несмотря на месяцы бездействия.
Медведи в спячке могут неподвижно лежать 5–7 месяцев в году, не питаясь и не употребляя воду. У человека всего три недели бездействия достаточно для потери мышечной массы. Со временем это способствует развитию связанных с малоподвижным образом жизни болезней, таких как ожирение и диабет, и даже ранней смерти. Однако медведи переживают спячку с минимальной потерей мышц, незначительной метаболической дисфункцией и сохранёнными физическими функциями.
Сыворотка, полученная из крови спящих японских чёрных медведей, ослабляла "механизм разрушения", контролирующий деградацию мышц. Исследование было проведено совместно учёными из Университета Хиросимы и Университета Хоккайдо, а его результаты опубликованы в журнале PLOS ONE.
Мышечная масса обычно определяется динамическим балансом между "синтезом" и "деградацией" белков. Поскольку этот баланс был нарушен сывороткой спящих медведей, культивируемые мышечные клетки показали значительный рост белка после 24 часов обработки. Такого заметного увеличения не наблюдалось в клетках, обработанных сывороткой, собранной в активный летний сезон.
Исследователи связали ослабление "механизма разрушения" мышц с подавленной экспрессией MuRF1 (Muscle RING-finger protein-1) — "переключателя", запускающего разрушение неиспользуемых мышц. Вероятно, подавление экспрессии MuRF1 было опосредовано активацией оси Akt/FOXO3a (protein kinase B/Forkhead box class O 3a), ответственной за усиление синтеза белка.
Также в сыворотке спящих медведей наблюдались повышенные уровни гормона-фактора роста IGF-1 (инсулиноподобный фактор роста-1). Учёные идентифицировали его как кандидата на роль вышестоящего фактора, индуцирующего активацию оси Akt/FOXO3a. Однако после корректировки расчётов концентрации IGF-1 внимание исследователей сместилось. Возможно, более высокие концентрации IGF-1 в исследовании были просто следствием уменьшения содержания воды в сыворотке из-за других причин, например, обезвоживания.
"Мы показали, что 'некоторый фактор', присутствующий в сыворотке спящего медведя, может регулировать белковый метаболизм в культивируемых клетках скелетных мышц человека и способствовать поддержанию мышечной массы. Однако идентификация этого 'фактора' ещё не достигнута", — пояснил первый автор исследования, доцент Мицунори Миядзаки.
Идентификация этого "фактора" и выяснение механизма "мышц, которые не слабеют даже без использования" у спящих животных могут привести к разработке эффективных стратегий реабилитации для людей и предотвращению состояния полной обездвиженности в будущем.