С возрастом скелетные мышцы слабеют, накапливают жир и теряют быстрые волокна, отвечающие за силу и скорость движений. Исследовательская группа из Университета Кюсю обнаружила молекулу, которая может защитить и даже усилить один из ключевых сигналов восстановления мышц.
В здоровых мышцах за восстановление отвечает фактор роста гепатоцитов (HGF). В норме он находится в спящем состоянии в поддерживающей сети вокруг мышечных волокон. При травме или физической нагрузке HGF высвобождается, связывается с рецепторами c-Met на сателлитных клетках — стволовых клетках скелетных мышц и запускает процесс восстановления.
С возрастом этот механизм нарушается. Предыдущие работы ученых показали, что HGF подвергается нитрованию — химическому изменению, при котором нитрогруппа добавляется к двум участкам белка, Y198 и Y250, именно там, где HGF связывается с рецептором. После этого белок теряет способность стыковаться с c-Met, как заржавевший ключ, который больше не подходит к замку. Считается, что в этом и кроется главная причина возрастной потери мышечной массы.
«Мы решили выяснить, может ли соединение с сильной антиоксидантной способностью защищать HGF, либо предотвращая нитрование, либо компенсируя функциональные потери, которые оно вызывает», — говорит Рюичи Тацуми, руководитель исследовательской группы.
Исследователи изучили два серосодержащих соединения с выраженной антиоксидантной активностью — трисульфид глутатиона (GSSSG) и трисульфид липоевой кислоты (LASSS). Оба относятся к классу трисульфидов — молекул с тремя последовательно связанными атомами серы, которые в последнее время привлекают внимание фармацевтических исследователей.
В начальных экспериментах оба соединения подавляли нитрование HGF в ключевых участках. Но способность белка связываться с рецептором восстанавливалась не полностью, поэтому команда увеличила соотношение HGF к трисульфиду — с 1:4000 до 1:8000.
При более высоком соотношении произошло нечто неожиданное — связывающая способность HGF с рецептором c-Met выросла более чем вдвое по сравнению с необработанным белком. Белок стал не только устойчивее к нитрованию в участке Y198, но и функционально сильнее. Этот эффект наблюдался только у LASSS. GSSSG такого результата не показал.
По мнению исследователей, LASSS не просто нейтрализует вредные молекулы, а напрямую взаимодействует с HGF, вызывая тонкое структурное изменение. В результате образуется то, что ученые назвали «Супер HGF» — форма белка, которая связывается с c-Met сильнее и при этом устойчива к нитрованию.
Чтобы убедиться, что эффект сохраняется не только в пробирке, исследователи использовали мышиную модель мышечной атрофии. Мыши, предварительно обработанные LASSS, показали значительно меньшее нитрование HGF по сравнению с необработанными животными. GSSSG снова не дал защитного эффекта.
Для подтверждения безопасности и эффективности LASSS потребуются дальнейшие исследования на стареющих животных. Тем не менее авторы работы считают, что обнаруженные эффекты, вероятно, смогут помочь и животным, и людям. В перспективе это может помочь сохранить мышечную силу, независимость и качество жизни в пожилом возрасте.
Ранее ученые выяснили, что тренировки с отягощениями помогают сохранить силу ног в пожилом возрасте.