Mięśnie, jak się okazuje, zaczynają swój powolny upadek wcześniej, niż chcielibyśmy przyznać. Z czasem tkanka mięśniowa rozwija blizny, gromadzi tłuszcz i traci wyspecjalizowane włókna odpowiedzialne za szybkie, silne ruchy – przez co codzienne czynności stają się trudniejsze, a mobilność i niezależność fizyczna stopniowo maleją. Innymi słowy, gwarancja na twoje ciało wygasa znacznie wcześniej niż ty.

Teraz naukowcy w Japonii zidentyfikowali obiecującą cząsteczkę, która może pomóc chronić naturalny system naprawy mięśni i potencjalnie uczynić go skuteczniejszym. W eksperymentach laboratoryjnych związek wzmocnił ważny sygnał biologiczny zaangażowany w regenerację mięśni, zwiększając jego zdolność do łączenia się z kluczowym receptorem komórkowym ponad dwukrotnie. Odkrycie pochodzi od zespołu kierowanego przez profesora Ryuichiego Tatsumiego z Wydziału Rolnictwa Uniwersytetu Kyushu, a wyniki opublikowano w Scientific Reports.

Mięśnie szkieletowe – te przymocowane do kości, które pozwalają chodzić, podnosić przedmioty, utrzymywać postawę i wykonywać inne dobrowolne ruchy – ulegają zużyciu przez całe życie, ale mają niezwykłą zdolność do samonaprawy. W dużej mierze naprawa ta zależy od wyspecjalizowanych komórek macierzystych zwanych komórkami satelitarnymi, które normalnie pozostają nieaktywne obok włókien mięśniowych, dopóki nie otrzymają sygnału, że potrzebna jest naprawa lub regeneracja. Po aktywacji mnożą się i rozwijają w komórki mięśniowe, które pomagają odbudować uszkodzoną tkankę.

Istotną częścią tego procesu jest czynnik wzrostu hepatocytów, czyli HGF. Mimo nazwy HGF odgrywa ważne role poza wątrobą, w tym pomaga aktywować komórki macierzyste odpowiedzialne za regenerację mięśni. W normalnych warunkach HGF jest przechowywany w materiale wspierającym otaczającym włókna mięśniowe. Kiedy mięśnie ulegają urazowi lub stymulacji mechanicznej – na przykład podczas ruchu fizycznego lub rozciągania – białko jest uwalniane i przyłącza się do receptora zwanego c-met na powierzchni komórek satelitarnych. Ta interakcja pomaga obudzić uśpione komórki satelitarne, pozwalając im mnożyć się, dojrzewać i uczestniczyć w naprawie włókien mięśniowych.

Jednak ten starannie skoordynowany system staje się mniej niezawodny z wiekiem. Wcześniejsze prace badaczy ujawniły, że HGF może ulegać chemicznej modyfikacji zwanej nitracją, która przyłącza grupę nitrową do określonych miejsc na białku, potencjalnie zmieniając jego strukturę i zakłócając normalną aktywność. W przypadku HGF badacze zidentyfikowali dwa szczególnie ważne miejsca, Y198 i Y250, oba w obrębie regionu zaangażowanego w przyłączanie do receptora c-met. Kiedy te miejsca ulegają nitracji, HGF staje się mniej zdolny do łączenia się ze swoim receptorem – jak klucz, który został uszkodzony i nie może już obsłużyć swojego zamka.

To zakłócenie może mieć ważne konsekwencje dla starzejących się mięśni. Nawet jeśli organizm nadal produkuje HGF, zmiany chemiczne mogą uniemożliwić białku prawidłową aktywację komórek macierzystych potrzebnych do naprawy tkanek. Badacze uważają, że mechanizm ten może przyczyniać się do związanej z wiekiem utraty mięśni i spadku zdolności regeneracyjnych. „HGF niekoniecznie brakuje wraz z wiekiem” – wyjaśnia Tatsumi. „Raczej może ulegać chemicznej modyfikacji po wytworzeniu. To skłoniło nas do zastanowienia się, czy związek o silnej zdolności antyoksydacyjnej mógłby chronić HGF, albo zapobiegając nitracji, albo kompensując wywołaną przez nią utratę funkcji”.

Aby zbadać tę możliwość, zespół przestudiował dwa związki o silnych właściwościach antyoksydacyjnych: trisulfid glutationu (GSSSG) i trisulfid kwasu liponowego (LASSS). Antyoksydanty mogą pomóc ograniczyć niektóre rodzaje uszkodzeń chemicznych powodowanych przez reaktywne cząsteczki, które mogą zakłócać działanie białek i innych istotnych składników komórkowych, szczególnie gdy normalne systemy ochronne organizmu stają się mniej skuteczne. Oba związki należą do rodziny chemicznej zwanej trisulfidami, definiowanej przez łańcuch trzech połączonych ze sobą atomów siarki. Taki układ nadaje im niezwykłe właściwości chemiczne, w tym zdolność do...