Veroudering: het proces waarbij je lichaam je langzaam verraadt. Maar nieuw onderzoek suggereert dat sommige veranderingen die we met spierverval associëren eigenlijk een beschermende maatregel zouden kunnen zijn - want blijkbaar proberen je spieren je gewoon in leven te houden, zelfs als dat betekent dat je je vermogen om voor de bus te sprinten opoffert.

Spierweefsel bevat bundels vezels met verschillende functies. Snelspiervezels produceren krachtige, snelle bewegingen maar vermoeien relatief snel. Langzame spiervezels daarentegen ondersteunen langdurige activiteit en bevatten hogere concentraties mitochondria, de cellulaire structuren die verantwoordelijk zijn voor het produceren van een groot deel van de energie die spieren nodig hebben. Naarmate mensen ouder worden, neemt de spierkracht af en worden mitochondria minder efficiënt. Verrassend genoeg ontwikkelen verouderende spieren ook een groter aandeel langzame spiervezels, ook al zijn deze vezels sterk afhankelijk van precies die mitochondria die hun vermogen om te functioneren verliezen. Onderzoekers hebben vergelijkbare veranderingen waargenomen bij verschillende aandoeningen die spierafbraak veroorzaken.

Dit roept een belangrijke vraag op: waarom zouden spieren steeds meer vertrouwen op een energieproducerend systeem dat minder effectief wordt? Het is alsof je besluit je pensioenspaargeld te investeren in een bedrijf dat duidelijk op omvallen staat.

Om deze puzzel te onderzoeken, richtten wetenschappers zich op cardiolipine, een gespecialiseerd vetmolecuul dat bijna uitsluitend in de binnenmembraan van mitochondria voorkomt. Cardiolipine helpt de kenmerkende gevouwen architectuur van het membraan te behouden, die essentieel is voor een goede mitochondriale activiteit. Bij een tekort aan cardiolipine hebben mitochondria moeite om voldoende energie te genereren. Ze worden ook minder goed in het produceren van de chemische signalen en essentiële materialen die cellen nodig hebben om te functioneren.

De onderzoekers ontdekten dat cardiolipineniveaus dalen in spier-mitochondria van zowel muizen als mensen naarmate ze ouder worden of ziekte ervaren. Deze daling ging gepaard met structurele afwijkingen in de mitochondria en een verlies van normale functie. Om te bepalen of verlaagd cardiolipine direct bijdraagt aan deze veranderingen, in plaats van er alleen mee samen te gaan, verlaagde het team experimenteel de cardiolipineniveaus bij jonge muizen. De resultaten leken sterk op wat er tijdens natuurlijke veroudering gebeurt: spiervezels verschoven van het sneltype naar langzame vezels, overeenkomend met het patroon dat eerder bij oudere muizen en mensen was waargenomen. Nog opvallender: het herstellen van cardiolipine tot ongeveer tweederde van de normale concentratie begon spierafbraak om te keren en voorkwam volledig de vroegtijdige sterfgevallen die bij de getroffen dieren werden gezien.

Maar waarom zouden verouderende spieren deze verschuiving maken? Verdere experimenten onthulden een onverwachte verklaring: in plaats van alleen een afbraak van spierfunctie te vertegenwoordigen, lijkt de verschuiving naar langzame spiervezels een beschermende reactie te zijn. Wanneer cardiolipineconcentraties dalen, produceren beschadigde mitochondria veel grotere hoeveelheden reactieve zuurstofspecies (ROS). Deze zeer reactieve moleculen kunnen cellulaire structuren beschadigen, maar ze spelen ook een belangrijke rol bij het signaleren dat er iets mis is. De onderzoekers ontdekten dat ROS helpen de overgang van snel- naar langzame spiervezels te initiëren. Toen ze spiercellen zonder cardiolipine behandelden met een antioxidant om ROS te verminderen, werd de transformatie minder uitgesproken.

Een eiwit dat bekend staat als ERRγ speelt een centrale rol bij het coördineren van deze reactie. Het stuurt cellen aan om hun mitochondria te reorganiseren en hun spiervezelkenmerken te veranderen. Toen wetenschappers ERRγ remden in in het laboratorium gekweekte spiercellen, stopte de overgang tussen vezeltypen volledig.

Het team ontdekte ook hoe de nieuw gevormde vezels zichzelf helpen verdedigen. Muizen met onvoldoende cardiolipine namen aanzienlijk meer glucose op uit hun bloedbaan. Hun spieren gebruikten deze extra suiker echter niet in de eerste plaats om energie te produceren. In plaats daarvan toonden experimenten waarbij speciaal gelabelde glucose werd gevolgd aan dat spiercellen...