Мышцы, как выясняется, начинают свой медленный упадок раньше, чем нам хотелось бы признать. Со временем мышечная ткань обрастает рубцовой тканью, накапливает жир и теряет специализированные волокна, отвечающие за быстрые и мощные движения, — из-за чего повседневные дела даются тяжелее, а подвижность и физическая независимость постепенно угасают. Иными словами, гарантия на ваше тело истекает задолго до вас самих.

Теперь учёные из Японии выявили многообещающую молекулу, которая может помочь защитить естественную систему восстановления мышц и, возможно, сделать её эффективнее. В лабораторных экспериментах соединение усилило важный биологический сигнал, участвующий в регенерации мышц, более чем вдвое повысив его способность связываться с ключевым клеточным рецептором. Открытие принадлежит команде под руководством профессора Рюити Тацуми с факультета сельского хозяйства Университета Кюсю; результаты опубликованы в Scientific Reports.

Скелетные мышцы — те, что крепятся к костям и позволяют вам ходить, поднимать предметы, держать осанку и совершать прочие произвольные движения, — изнашиваются на протяжении жизни, но обладают замечательной способностью к самовосстановлению. Во многом этот ремонт зависит от специализированных стволовых клеток, известных как сателлитные клетки, которые обычно пребывают в спячке рядом с мышечными волокнами, пока не получат сигнал о необходимости ремонта или регенерации. Активировавшись, они размножаются и превращаются в мышечные клетки, помогающие восстановить повреждённую ткань.

Неотъемлемая часть этого процесса — фактор роста гепатоцитов, или HGF. Несмотря на название, HGF играет важные роли далеко за пределами печени, в том числе помогает активировать стволовые клетки, отвечающие за регенерацию мышц. В нормальных условиях HGF хранится в поддерживающем материале, окружающем мышечные волокна. Когда мышцы получают травму или механическую стимуляцию — например, при физическом движении или растяжении, — белок высвобождается и прикрепляется к рецептору под названием c-met на поверхности сателлитных клеток. Это взаимодействие помогает разбудить дремлющие сателлитные клетки, позволяя им размножаться, созревать и участвовать в восстановлении мышечных волокон.

Но эта тщательно отлаженная система с возрастом становится менее надёжной. Предыдущие работы исследователей показали, что HGF может подвергаться химической модификации, известной как нитрование, — к определённым участкам белка присоединяется нитрогруппа, что потенциально меняет его структуру и мешает нормальной активности. Для HGF исследователи выявили два особенно важных участка — Y198 и Y250, оба расположены в области, отвечающей за прикрепление к рецептору c-met. Когда эти участки нитруются, HGF хуже связывается со своим рецептором — как ключ, который повредился и больше не может открыть предназначенный ему замок.

Это нарушение может иметь важные последствия для стареющих мышц. Даже если тело продолжает производить HGF, химические изменения могут мешать белку должным образом активировать стволовые клетки, необходимые для восстановления тканей. Исследователи полагают, что этот механизм может способствовать возрастной мышечной атрофии и снижению регенеративного потенциала. «HGF не обязательно исчезает с возрастом, — объясняет Тацуми. — Скорее, он может химически изменяться после того, как был создан. Это заставило нас задуматься: а не может ли соединение с сильной антиоксидантной способностью защитить HGF — либо предотвращая нитрование, либо компенсируя вызванную им функциональную потерю?»

Чтобы проверить эту возможность, команда изучила два соединения с сильными антиоксидантными свойствами: трисульфид глутатиона (GSSSG) и трисульфид липоевой кислоты (LASSS). Антиоксиданты могут помогать ограничивать определённые виды химического повреждения, вызываемого реактивными молекулами, которые способны мешать белкам и другим важным клеточным компонентам, особенно когда нормальные защитные системы организма становятся менее эффективными. Оба соединения принадлежат к химическому семейству трисульфидов, определяемому цепочкой из трёх атомов серы, соединённых друг с другом. Такое строение придаёт им необычные химические свойства, включая способность...