01 декември 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Увредените мускули не умират, а се регенерират сами

Как се възстановяват увредените мускули

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 15 октомври 2020 в 00:04 24680
Единични миофибри са изолирани от мускулна тъкан на мишка в суспензионна клетъчна култура. Сателитните миофибърни клетки са изложени на компоненти, изтичащи от повредените миофибри в продължение на 72 часа чрез съвместно култивиране с физически повредени миофибри (кокултура). Процентът на активирани сателитни клетки в групата за съвместната култура се увеличава в сравнение с групата без съвместна култура, което предполага, че сателитните клетки са били активирани от DMDF. Кредит: Associate Professor Yusuke Ono

Японски учени откриват рационален и ефективен механизъм за регенерация, при който увреденият мускул сам инициира процеса на регенерация.

При изграждането на модела на мускулно увреждане в култивирана система, учените от Университета Кумамото и Университета Нагасаки в Япония установяват, че компонентите, получени от увредени мускулни влакна, активират сателитни мускулни стволови клетки. Докато се опитват да идентифицират протеините, които активират сателитните клетки, те откриват, че метаболитните ензими като GAPDH бързо активират спящите сателитни клетки и ускоряват регенерацията на мускулните наранявания. Това е много рационален и ефективен механизъм за регенерация, при който увреденият мускул сам активира сателитни клетки, които започват процеса на регенерация.

Скелетните мускули се състоят от снопове съкращаващи се мускулни влакна и всяко мускулно влакно е заобиколено от сателитни клетки - мускулни стволови клетки, които могат да произвеждат нови мускулни влакна. Благодарение на работата на тези сателитни клетки, мускулните влакна могат да се регенерират дори след натъртвания или разкъсвания по време на интензивни упражнения. Сателитните клетки играят важна роля и в мускулния растеж по време на процеса на развитие и в мускулната хипертрофия по време на силови тренировки. Въпреки това, при заболявания като мускулна дистрофия и свързаната с възрастта мускулна крехкост (саркопения), броят и функцията на сателитните клетки намаляват. Следователно е важно да се разбере механизмът на регулиране на сателитните клетки при терапията на мускулната регенерация.

В зрелите скелетни мускули сателитните клетки обикновено са в покой. Когато се стимулират след нараняване на мускулите, сателитните клетки се активират бързо и се размножават. По време на последващата миогенеза те се диференцират и регенерират мускулните влакна чрез сливане със съществуващите мускулни влакна. От тези три етапа (активиране на сателитните клетки, пролиферация, т.е.  делене и нарастване на клетките, и диференциация на мускулите) най-малко се знае за това как се предизвиква първият етап, активирането.

Тъй като сателитните клетки се активират, когато мускулните влакна са повредени, изследователите предполагат, че самото увреждане на мускулите може да предизвика активиране. Това обаче е трудно да се докаже при животински модели на мускулно увреждане, така че те изграждат модел на клетъчна култура, при който отделни мускулни влакна, изолирани от мускулната тъкан на мишка, са физически повредени и унищожени. Използвайки този модел на нараняване, те откриват, че компонентите, изтичащи от повредените мускулни влакна, активират сателитните клетки и активираните клетки навлизат в подготвителната фаза G1 на клетъчното делене. Освен това, активираните клетки се връщат в неактивно състояние, когато се отделят повредените компоненти, като по този начин се предполага, че повредените компоненти действат като ключ за активиране.

Изследователският екип нарича изтичащите компоненти „Повредени миофибрилни фактори“ (DMDF - damaged myofiber-derived factors) след увредените мускулни влакна и ги идентифицира с помощта на масспектрометрия. Повечето от идентифицираните протеини са метаболитни ензими, включително гликолитични ензими като GAPDH и ензими на мускулни отклонения, които се използват като биомаркери на мускулни разстройства и заболявания. GAPDH освен първоначалната си функция при гликолизата, изпълнява и други функции като контролиране на клетъчната смърт и посредничество при имунния отговор. Заради това изследователите анализират ефекта на DMDF, включително GAPDH, върху активирането на сателитните клетки и потвърждават, че въздействието води до преминаването им към фаза G1. Освен това изследователите инжектират GAPDH в скелетните мускули на мишки и наблюдават ускорена пролиферация на сателитните клетки след последващо медикаментозно увреждане на мускулите. Тези резултати предполагат, че DMDF има способността да активира спящи сателитни клетки и да индуцира бърза мускулна регенерация след нараняване. Механизмът, чрез който увреденият мускул активира сателитните клетки, е високоефективен и действащ механизъм за регенерация на тъканите.

„В това проучване предложихме нов модел за мускулни наранявания и регенерация. Подробният молекулярен механизъм за това как DMDF активира сателитните клетки остава неясен проблем за бъдещи изследвания“, коментира доцент Юсуке Оно, ръководител на изследването. 

"Последните проучвания показват, че скелетната мускулатура отделя различни фактори, които влияят на други органи и тъкани, като мозъка и мазнините, в кръвоносната система, така че е възможно DMDF да участват в комуникацията между наранения мускул и други органи чрез кръвообращението. Ние смятаме, че по-нататъшното изясняване на функциите на DMDF би могло да изясни патологиите на някои мускулни заболявания и да помогне за разработването на нови лекарства".

Справка: Damaged Myofiber-Derived Metabolic Enzymes Act as Activators of Muscle Satellite Cells
Yoshifumi Tsuchiya, Yasuo Kitajima, Hiroshi Masumoto, Yusuke Ono
Open Access, Stem Cell Reports, Published:September 03, 2020, DOI:https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2020.08.002

ИзточникDamaged muscles don't just die, they regenerate themselves, KUMAMOTO UNIVERSITY


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.