Спорт на клеточном уровне. Ученые раскрыли механизм, благодаря которому тренировки замедляют старение мышц

Исследование, проведенное специалистами Медицинской школы Duke-NUS в сотрудничестве с Сингапурской больницей общего профиля и Кардиффским университетом, показалот: физические упражнения помогают стареющим клеткам своевременно избавляться от поврежденных белков.

Возрастная потеря мышечной массы и силы — один из самых опасных процессов, начинающийся примерно со среднего возраста. Она увеличивает риск падений, травм, затрудняет регуляцию уровня сахара в крови и ухудшает метаболизм. На микроскопическом уровне для здоровья мышечной ткани требуется равновесие между синтезом новых белков и выведением поврежденных. За этот процесс отвечает сигнальный путь mTORC1. Однако с возрастом в мышцах растет уровень гена DEAF1 (который в норме сдерживается белками FOXO). Избыток DEAF1 приводит к гиперактивации mTORC1: клетки начинают производить слишком много белковых структур, но прекращают убирать дефектные. Это создает стресс в тканях и блокирует самовосстановление.

Ученые выяснили, что физические нагрузки действуют как сигнал клеточной очистки. Тренировки активируют защитные белки, снижающие уровень DEAF1 и возвращающие сигнальную систему mTORC1 в норму. Благодаря этому мышечные клетки убирают мусор, продолжая синтезировать необходимые белки.

Эксперименты на плодовых мушках и пожилых мышах подтвердили эту связь: искусственное повышение DEAF1 мгновенно ослабляло мышцы животных, а его угнетение восстанавливало их силу. Это свидетельствует о том, что механизм работает у многих видов.

В то же время исследователи обнаружили важное ограничение: если уровень DEAF1 становится критически высоким, а защита FOXO слишком слабой, только самих упражнений может быть недостаточно. Это объясняет, почему некоторые пожилые люди получают меньший эффект от тренировок, чем другие.

Кроме того, ген DEAF1 влияет на мышечные стволовые клетки, отвечающие за регенерацию после травм. Открытие дает надежду на создание медикаментозной терапии, которая будет имитировать эффект от спортзала для пациентов, восстанавливающихся после тяжелых операций, онкологических заболеваний или длительного постельного режима.