Ученые из Копенгагенского университета выяснили, почему стареющие мышцы переходят на медленные волокна, сильнее зависящие от слабеющих митохондрий. Оказалось, что этот парадокс скрывает защитный механизм. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Aging.
Мышцы состоят из быстрых волокон, отвечающих за резкие рывки, и медленных, обеспечивающих их выносливость. Вторые содержат больше митохондрий — особых структур, которые часто называют «энергетическими станциями» клетки. С возрастом мышечная ткань слабеет, а митохондрии работают хуже. Однако вместо того, чтобы опираться на быстрые волокна, ткани парадоксально переходят на медленные. Исследователи связали этот процесс с падением уровня кардиолипина — уникальной жировой молекулы, поддерживающей нормальную структуру и работу митохондрий.
Чтобы проверить гипотезу, ученые искусственно снизили уровень кардиолипина у молодых мышей, имитируя старение. Это запустило ту же самую трансформацию тканей, что происходит у пожилых людей и животных. Когда исследователи частично восстановили молекулу, примерно до двух третей от нормы, разрушение тканей начало обращать вспять, а грызуны избежали ранней гибели.
Механизм защиты запускается через активные формы кислорода — повреждающие клетки частицы, которые дефектные митохондрии выделяют в избытке. Они подают сигнал белку ERRγ, заставляющему клетки перестроиться. При этом клетка начинает активно поглощать глюкозу из крови не для выработки энергии, а для создания собственных защитных антиоксидантов.
«Переключение типов волокон — это не отказ мышцы, а обмен силы на защиту. Именно поэтому вмешательство может обернуться боком: когда мы давали мышам антиоксиданты, чтобы очистить ткани от активных форм кислорода, их состояние ухудшилось, а не улучшилось», — отметил первый автор исследования Фабиан Фингер.
Несмотря на то, что основные эксперименты проводились на грызунах, анализ образцов подтвердил, что потеря кардиолипина происходит и в организме человека. Открытие открывает путь к терапии возрастной слабости и атрофии. Препарат эламипретид, способный стабилизировать этот жир, уже получил ускоренное одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для лечения редкого генетического синдрома Барта.
Белок ERRγ также является перспективной мишенью: он относится к классу ядерных рецепторов, на которые направлено около 15% всех одобренных в США лекарств. Активаторы этого белка уже проходят доклинические испытания, что дает надежду на создание новых средств против возрастной потери мышечной массы.
Ранее сообщалось, что экспериментальный препарат обратил вспять старение кожи и значительно ускорил ее заживление.