Старение: процесс, в ходе которого ваше тело медленно вас предает. Но новые исследования показывают, что некоторые изменения, которые мы связываем с упадком мышц, на самом деле могут быть защитной мерой — потому что, видимо, ваши мышцы просто пытаются сохранить вам жизнь, даже если для этого придется пожертвовать способностью бежать за автобусом.

Мышечная ткань содержит пучки волокон с разными функциями. Быстросокращающиеся волокна обеспечивают мощные, быстрые движения, но относительно быстро утомляются. Медленносокращающиеся волокна, напротив, поддерживают длительную активность и содержат более высокие концентрации митохондрий — клеточных структур, отвечающих за производство большей части энергии, необходимой мышцам. С возрастом мышечная сила снижается, а митохондрии становятся менее эффективными. Удивительно, но в стареющих мышцах также увеличивается доля медленносокращающихся волокон, хотя эти волокна сильно зависят от тех самых митохондрий, которые теряют способность функционировать. Исследователи наблюдали подобные изменения при нескольких состояниях, вызывающих мышечную атрофию.

Это поднимает важный вопрос: почему мышцы начинают все больше полагаться на энергопроизводящую систему, которая становится менее эффективной? Это как решить вложить свои пенсионные накопления в компанию, которая явно идет ко дну.

Чтобы разобраться в этой загадке, ученые сосредоточились на кардиолипине — специализированной жировой молекуле, расположенной почти исключительно во внутренней мембране митохондрий. Кардиолипин помогает поддерживать характерную складчатую архитектуру мембраны, которая необходима для правильной работы митохондрий. При недостатке кардиолипина митохондрии с трудом вырабатывают достаточное количество энергии. Они также становятся менее способными производить химические сигналы и необходимые материалы, требующиеся клеткам для функционирования.

Исследователи обнаружили, что уровень кардиолипина снижается в митохондриях мышц как у мышей, так и у людей по мере старения или при заболеваниях. Это снижение сопровождалось структурными аномалиями в митохондриях и потерей нормальной функции. Чтобы определить, способствует ли снижение кардиолипина напрямую этим изменениям, а не просто сопутствует им, команда экспериментально снизила уровень кардиолипина у молодых мышей. Результаты closely напоминали то, что происходит при естественном старении: мышечные волокна смещались от быстросокращающегося типа к медленносокращающимся, что соответствовало картине, ранее наблюдавшейся у старых мышей и людей. Еще более поразительно, что восстановление кардиолипина примерно до двух третей его нормальной концентрации начало обращать вспять мышечную атрофию и полностью предотвратило преждевременную гибель животных.

Но почему стареющие мышцы совершают этот сдвиг? Дальнейшие эксперименты выявили неожиданное объяснение: сдвиг в сторону медленносокращающихся волокон, по-видимому, представляет собой не просто нарушение функции мышц, а защитную реакцию. Когда концентрация кардиолипина падает, поврежденные митохондрии производят гораздо больше активных форм кислорода (АФК). Эти высокореактивные молекулы могут повреждать клеточные структуры, но они также играют важную роль в сигнализации о том, что что-то не так. Исследователи обнаружили, что АФК помогают инициировать переход от быстросокращающихся к медленносокращающимся мышечным волокнам. Когда они обрабатывали мышечные клетки, лишенные кардиолипина, антиоксидантом для снижения АФК, трансформация становилась менее выраженной.

Белок, известный как ERRγ, играет центральную роль в координации этого ответа. Он направляет клетки к реорганизации их митохондрий и изменению характеристик мышечных волокон. Когда ученые ингибировали ERRγ в мышечных клетках, выращенных в лаборатории, переход между типами волокон полностью прекращался.

Команда также обнаружила, как недавно remodeled волокна помогают защитить себя. Мыши с недостатком кардиолипина поглощали значительно больше глюкозы из крови. Однако их мышцы не использовали этот дополнительный сахар в основном для производства энергии. Вместо этого эксперименты с отслеживанием специально меченной глюкозы показали, что мышечные клетки перенаправляли