Journal of Physiology: Новый подход улучшает восстановление мышц у пожилых мышей

Учеными был разработан новый многообещающий метод борьбы с потерями мышечной массы, вызванными возрастными изменениями, которые часто сопровождают неподвижность после травмы или болезни. Продемонстрированный на мышах метод останавливает процесс, при котором при начале физических упражнений после периода бездействия мышцы начинают разрушаться. Научные специалисты сообщают о своих результатах в журнале Journal of Physiology.

Марни Боппарт, профессор кинезиологии и общественного здравоохранения Университета Иллинойса Урбана-Шампейн, возглавляющая исследование, рассказала, что сохранить мышечную массу помогают физические упражнения, особенно занятия с отягощениями, что с возрастом особенно важно. Болезни и травмы могут привести к периодам неподвижности и снижению качества мышц.

Боппарт сказала: «Когда мы не можем сократить мышцу, она атрофируется, отметив, — Если неподвижность продолжается очень долго, то сила и мышечная масса будут значительно снижены»

Как правило, мышцы детей и молодых взрослых быстро восстанавливаются непосредственно после возобновления тренировок. Однако, к сожалению, у пожилых после периода бездействия не хватает способности восстанавливать мышечную массу.

Физическая терапия, по ее словам, часто назначается, чтобы поспособствовать заживлению после травм и неподвижности. Однако исследования показывают, что после начала физических упражнений мышцы продолжают разрушаться. В мышцах накапливаются реактивные формы кислорода, сигнал о воспалении и клеточной дисфункции и препятствуют процессу заживления.

Сосредоточены исследования Бопарт на факторах, способствующих увеличению или уменьшению мышечной массы при старении. Она и ее коллеги в предыдущем исследовании обнаружили, что инъекции поддерживающих клеток, которые известны как перициты, после периода неподвижности способствовали восстановлению мышц у молодых мышей. Но пожилыегрызуны не так хорошо реагировали на инъекции, и их восстановление было ограниченным.

Группа специалистов в новом исследовании собрала перициты из мышц молодых здоровых грызунов и вырастила их в культуре клеток. Эксперты подвергли клетки воздействию перекиси водорода. Это мощный окислитель, способствующий выработке внеклеточных везикул, которые содержат факторы, борющиеся со стрессом и способствуют заживлению, и собрали для использования в терапевтических целях EVs.

Необходимы внеклеточные везикулы для межклеточной коммуникации и, как говорит Боппарт, могут быть использованы в качестве биологических маркеров здоровья и болезни. Они, как показали предыдущие исследовани, также являются мощными биологическими медиаторами выздоровления и стресса.

Она рассказала: «Например, вы можете взять кровь молодых грызунов, собрать из их крови EVs и ввести их старым мышам, и у них теперь будет более молодой набор признаков, известный как фенотип, — добавила, — Вы можете взять здоровые EV из крови грызуна, ввести их диабетической мыши, и это диабет обратит вспять»,

Однако, ни одно исследование, по словам ученой, не изучало использование EVs для восстановления мышц. Полученные из перицитов EVs исследователи ввели в мышцы молодых и пожилых мышей, переживших период длительной мышечной неподвижности в одной из лап и вновь снова использовать данные мышцы.

Грызуны, которых лечили стимулированными EVs, восстановили свой размер скелетных мышечных волокон и у молодых, и у пожилых мышей. Также впервые исследование показало, что EVs, который получен из мышечных перицитов, производят различные факторы, способные бороться с воспалением и окислительным стрессом.

По сравнению с терапией целыми клетками, как говорит Боппарт, использование EVs имеет много преимуществ. Собрать, заморозить и хранить клетки до тех пор, пока они не понадобятся для трансплантации, нельзя, а EVs — можно. У животных, как показывают первые исследования, не возникает иммунного ответа на введение EVs, однако для проверки данных выводов необходимы дополнительные исследования.

Исследователями, при этом, была обнаружена разница в том, как молодые и пожилые взрослые грызуны реагировали на стимулированные EVs. Заметное снижение реактивных форм кислорода наблюдалось у молодых взрослых мышей, у пожилых мышей оно не было обнаружено. И у молодых, и у пожилых мышей несмотря на эту разницу, произошло ремоделирование внеклеточного матрикса, поддерживающего структуру и рост мышц, и по сравнению с теми, кто не получал лечения, восстановился размер мышечных волокон.

Боппарт сказала: «До этого исследования мы понятия не имели, как работают перициты, — добавила, — Мы только знали, что они выделяют полезные факторы, вероятно, помогающие процессу восстановления, — продолжила, — Теперь мы гораздо лучше понимаем механизм, с помощью которого это происходит, — отметив, — И мы знаем, как стимулировать их, чтобы они делали это лучше».