Spieren, zo blijkt, beginnen hun langzame aftakeling eerder dan we willen toegeven. Na verloop van tijd ontwikkelt spierweefsel littekenweefsel, hoopt vet zich op en gaan de gespecialiseerde vezels die verantwoordelijk zijn voor snelle, krachtige bewegingen verloren - waardoor alledaagse activiteiten moeilijker worden en de mobiliteit en fysieke onafhankelijkheid geleidelijk afnemen. Met andere woorden, de garantie van je lichaam verloopt ruim voordat jij dat doet.

Nu hebben wetenschappers in Japan een veelbelovend molecuul geïdentificeerd dat het natuurlijke spierherstelsysteem van het lichaam zou kunnen helpen beschermen en mogelijk effectiever zou kunnen maken. In laboratoriumexperimenten versterkte de verbinding een belangrijk biologisch signaal dat betrokken is bij spierregeneratie, waardoor het vermogen om zich te binden aan een belangrijke cellulaire receptor met meer dan tweemaal toenam. De ontdekking komt van een team onder leiding van professor Ryuichi Tatsumi aan de Faculteit Landbouw van de Kyushu Universiteit, met bevindingen gepubliceerd in Scientific Reports.

Skeletspieren - de spieren die aan botten vastzitten en je laten lopen, voorwerpen tillen, houding behouden en andere vrijwillige bewegingen uitvoeren - ervaren gedurende het hele leven slijtage, maar hebben een opmerkelijk vermogen om zichzelf te herstellen. Veel van dat herstel is afhankelijk van gespecialiseerde stamcellen die bekend staan als satellietcellen, die normaal gesproken inactief blijven naast spiervezels totdat ze een signaal ontvangen dat reparatie of regeneratie nodig is. Eenmaal geactiveerd, vermenigvuldigen ze zich en ontwikkelen ze zich tot spiercellen die helpen beschadigd weefsel te herstellen.

Een essentieel onderdeel van dit proces is hepatocytgroeifactor, of HGF. Ondanks zijn naam speelt HGF belangrijke rollen buiten de lever, waaronder het helpen activeren van de stamcellen die verantwoordelijk zijn voor spierregeneratie. Onder normale omstandigheden wordt HGF opgeslagen in het ondersteunende materiaal rond spiervezels. Wanneer spieren letsel of mechanische stimulatie ervaren - zoals fysieke beweging of strekken - komt het eiwit vrij en hecht zich aan een receptor genaamd c-met op het oppervlak van satellietcellen. Deze interactie helpt slapende satellietcellen te wekken, waardoor ze zich kunnen vermenigvuldigen, rijpen en deelnemen aan het herstellen van spiervezels.

Maar dit zorgvuldig gecoördineerde systeem wordt minder betrouwbaar met de leeftijd. Eerder werk van de onderzoekers onthulde dat HGF een chemische modificatie kan ondergaan die bekend staat als nitrering, waarbij een nitrogroep wordt gehecht aan specifieke locaties op een eiwit, wat mogelijk de structuur verandert en normale activiteit verstoort. Voor HGF identificeerden de onderzoekers twee bijzonder belangrijke locaties, Y198 en Y250, beide gelegen in het gebied dat betrokken is bij de binding aan de c-met-receptor. Wanneer deze sites nitrering ondergaan, wordt HGF minder in staat om verbinding te maken met zijn receptor - als een sleutel die beschadigd is geraakt en het beoogde slot niet meer kan bedienen.

Deze verstoring kan belangrijke gevolgen hebben voor verouderende spieren. Zelfs als het lichaam HGF blijft produceren, kunnen chemische veranderingen voorkomen dat het eiwit de stamcellen die nodig zijn voor weefselherstel goed activeert. De onderzoekers geloven dat dit mechanisme kan bijdragen aan leeftijdsgerelateerde spierafbraak en afnemend regeneratief vermogen. "HGF ontbreekt niet noodzakelijkerwijs naarmate we ouder worden," legt Tatsumi uit. "Het kan eerder chemisch worden gewijzigd nadat het is gemaakt. Dat bracht ons ertoe ons af te vragen of een verbinding met een sterk antioxidantvermogen HGF zou kunnen beschermen, hetzij door nitrering te voorkomen, hetzij door het functieverlies dat het veroorzaakt te compenseren."

Om die mogelijkheid te onderzoeken, bestudeerde het team twee verbindingen met sterke antioxiderende eigenschappen: glutathiontrisulfide (GSSSG) en lipoïnezuurtrisulfide (LASSS). Antioxidanten kunnen helpen bepaalde soorten chemische schade te beperken die wordt veroorzaakt door reactieve moleculen, die eiwitten en andere essentiële cellulaire componenten kunnen verstoren, vooral wanneer de normale beschermingssystemen van het lichaam minder effectief worden. De twee verbindingen behoren tot een chemische familie die trisulfiden wordt genoemd, gekenmerkt door een keten van drie zwavelatomen die met elkaar zijn verbonden. Deze rangschikking geeft ze ongebruikelijke chemische eigenschappen, waaronder een vermogen om