Cvičení nejen buduje svaly, ale v pozdějším věku pomáhá udržovat výkonný buněčný stroj, který efektivně opravuje poškozenou tkáň. Vědci nyní nejen zjistili, jak tento systém funguje, ale našli způsob, jak jej udržet v rovnováze ve starších svalech.
Výzkumníci z Duke-NUS Medical School spolu s vědci ze Singapurské všeobecné nemocnice a Cardiffské univerzity objevili buněčný mechanismus ve svalech, který lidem pomáhá udržet si pohyblivost a sílu později v životě – a to prostřednictvím cvičení.
Všichni víme, že od středního věku se svalová funkce začíná zhoršovat a my se musíme více snažit, abychom udrželi tkáň nebo čelili rostoucímu riziku pádů, pomalejší rekonvalescenci zranění a horší regulaci krevního cukru. Nyní vědci zjistili, že klíčem k udržení svalové funkce je dráha růstu známá jako mTORC1, která dohlíží na produkci bílkovin a zdraví tkání. Křehká rovnováha této dráhy se s přibývajícím věkem vytrácí a přidává nové bílkoviny, aniž by přitom byly odstraněny poškozené molekuly. A tyto odpadní bílkoviny přispívají ke ztrátě pevnosti ve tkáni.
V této studii tým identifikoval transkripční faktor DEAF1, gen, který řídí tuto dysregulaci ve stárnoucích svalech, zapíná nadměrnou aktivitu v systému mTORC1 a narušuje výměnu bílkovin, která normálně funguje v mladší tkáni. Aktivita genu je řízena regulačními proteiny známými jako FOXO – které s přibývajícím věkem překvapivě ztrácejí schopnost správně udržovat gen pod kontrolou. Takže místo hladce fungujícího systému, který opravuje a posiluje tkáň, to ve skutečnosti končí urychlením ztráty svalové hmoty.
Lékařská fakulta Duke-NUS
Tak kde se v tom bere cvičení? Cvičení může ve skutečnosti zvrátit tento proces a umožnit účinnou opravu svalů – pokud buněčné dílky systému zůstanou citlivé.
„Cvičení může tento proces zvrátit a napravit nerovnováhu,“ řekl Tang Hong-Wen, docent na Duke-NUS. „Fyzická aktivita aktivuje určité proteiny, které snižují hladiny DEAF1, čímž uvádějí dráhu růstu zpět do rovnováhy. To umožňuje stárnoucím svalům vyčistit poškozené proteiny, správně se znovu vybudovat a pomoci jim zůstat silnější a odolnější.“
Když jsou hladiny DEAF1 příliš vysoké nebo je aktivita proteinů FOXO utlumená, samotné cvičení nemusí k obnovení svalové síly stačit. Vědci se domnívají, že by to mohlo vysvětlit, proč může fyzická aktivita prospívat některým starším dospělým více než jiným.
„Cvičení říká svalům, aby se ‚vyčistily a resetovaly‘,“ řekla hlavní autorka Priscillia Choy Sze Mun, výzkumná asistentka z programu Cancer and Stem Cell Biology Program na Duke-NUS. „Snížení DEAF1 pomáhá starším svalům znovu získat sílu a rovnováhu, skoro jako když stisknete tlačítko přetáčení. Vzhledem k tomu, že miliony starších dospělých jsou ohroženy úbytkem svalové hmoty, pochopení DEAF1 může vést k novým způsobům, jak chránit svaly a zlepšit kvalitu života.“
Tým učinil své objevy pomocí starších myší a ovocných mušek a v obou modelech vědci viděli stejný vzorec: Zvýšení hladiny DEAF1 vedlo ke zvýšené svalové slabosti a aktivita ztlumení obnovila rovnováhu systému a následně podpořila opravu a sílu svalů. Zatímco tyto experimenty byly na jednodušších modelech než lidé, proces zůstal stejný napříč velmi odlišnými druhy, což naznačuje, že naše tkáň je pravděpodobně vystavena stejné dráze a dysregulaci související s věkem.
Je již známo, že DEAF1 ovlivňuje kmenové buňky ve svalech, které jsou důležité při opravě tkáně a opětovném růstu. Tyto kmenové buňky s věkem také ubývají. Manipulace s hladinami DEAF1 by však mohla být způsobem, jak zajistit, že buněčné výhody cvičení budou zachovány až do našich seniorských let, a to i bez velkého množství fyzické aktivity.
„Tato studie pomáhá na molekulární úrovni vysvětlit, proč stárnoucí svaly ztrácejí schopnost samy se opravovat a proč cvičení může u některých jedinců tuto rovnováhu obnovit,“ řekl Patrick Tan, profesor na Duke-NUS. „Tím, že identifikujeme DEAF1 jako klíčového regulátora v tomto procesu, mohou tato zjištění vést k novým způsobům, jak lze výhody cvičení přinést společnostem s rychle stárnoucí populací.“
Studie byla publikována v časopise PNAS.
Zdroj: Lékařská fakulta Duke-NUS
Čerpáme z těchto zdrojů: google.com, science.org, newatlas.com, wired.com, pixabay.com
