Nowo odkryty mechanizm w energetycznym centrum komórki może prowadzić do nowych metod leczenia schorzeń mięśni
Choć powszechnie wiadomo, że aktywność fizyczna ma korzystny wpływ na zdrowie, wiele molekularnych mechanizmów leżących u podstaw tych efektów wciąż pozostaje nieodkrytych. Naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze dostarczyli nowych informacji, które pomogą lepiej zrozumieć zdrowotne korzyści wynikające z ćwiczeń fizycznych – i być może otworzą drogę do nowych terapii wielu schorzeń dotykających mięśnie.
„Zidentyfikowaliśmy nowy, istotny mechanizm produkcji energii w komórkach mięśniowych i wykazaliśmy, że jest on aktywowany przez aktywność fizyczną – niezależnie od wieku, płci i stanu zdrowia,” mówi dr Lykke Sylow z Wydziału Nauk Biomedycznych, korespondencyjna autorka nowego badania.
W badaniu naukowcy udowodnili, że specyficzne białko odgrywa kluczową rolę w produkcji energii w mitochondriach, czyli „fabrykach energetycznych” komórek. Co więcej, odkryli, że dzięki treningowi aerobowemu możliwe jest obejście roli tego białka w procesie produkcji energii. Jak wyjaśnia pierwsza autorka badania, dr Tang Cam Phung Pham:
„Nasze badania pokazują, że ćwiczenia mogą przeciwdziałać genetycznym defektom w produkcji energii w mięśniach. Jeśli białko jest nieobecne, ćwiczenia mogą aktywować alternatywne procesy, które przywracają zdolność mięśni do produkcji energii, omijając genetyczny defekt. To niezwykle interesujące, ponieważ pokazuje, jak korzystne są ćwiczenia fizyczne w pokonywaniu defektów genetycznych.”
Możliwość opracowania nowych terapii
Naukowcy wciąż nie wiedzą dokładnie, jak ćwiczenia omijają ten proces, ale ich odkrycie może przyczynić się do opracowania nowych metod leczenia wielu schorzeń mięśniowych. Może to umożliwić stworzenie leku, który naśladowałby zdrowotne korzyści płynące z ćwiczeń fizycznych u osób, które nie są w stanie ćwiczyć, wyjaśnia dr Sylow:
„To odkrycie otwiera możliwość opracowania nowych terapii dla ponad 200 różnych chorób związanych z defektami w produkcji energii w mięśniach. Obejmuje to rzadkie genetyczne choroby mitochondrialne, a także bardziej powszechne schorzenia, takie jak cukrzyca, nowotwory, choroby sercowo-naczyniowe i neurodegeneracyjne – w których obniżona funkcja mięśni wiąże się ze zwiększoną śmiertelnością.”
Utrata masy mięśniowej jest naturalna, ale w niektórych grupach pacjentów, np. wśród chorych na raka, może być potencjalnie śmiertelna.
„Kiedy pacjenci onkologiczni tracą masę mięśniową, mogą nie być w stanie otrzymać najlepszej dostępnej terapii. Może to uniemożliwić im poddanie się optymalnej chemioterapii, ponieważ leczenie jest zbyt toksyczne dla osób z niewystarczającą masą mięśniową. Istnieje silny związek między masą mięśniową i aktywnością fizyczną a szansą na przeżycie raka,” mówi dr Sylow i dodaje:
„Ale jeśli moglibyśmy zwiększyć masę mięśniową pacjentów, nawet w niewielkim stopniu, zanim rozpoczną terapię onkologiczną, mogłoby to oznaczać różnicę między życiem a śmiercią dla niektórych osób.”
Poprawa jakości życia
Białko, które odgrywa kluczową rolę w nowo odkrytym mechanizmie mitochondrialnym, to SLIRP.
W badaniu naukowcy wykazali również, że SLIRP stabilizuje geny znajdujące się w mitochondriach. Między innymi SLIRP odpowiada za translację tzw. mRNA na białka, które są niezbędne dla zdrowych, produkujących energię mitochondriów. W przypadku braku SLIRP mitochondria ulegają uszkodzeniu i nie są w stanie produkować wystarczającej ilości energii. Ćwiczenia fizyczne mogą jednak pomóc ominąć ten proces.
Chociaż w najbliższym czasie nie pojawi się pigułka, która będzie miała te same pozytywne efekty co ćwiczenia, nowe odkrycia przybliżają naukowców do opracowania leków ukierunkowanych na mitochondria, naśladujących niektóre zdrowotne korzyści wynikające z aktywności fizycznej. To mogłoby mieć ogromne znaczenie.
„Ćwiczenia fizyczne to magia dla mięśni. Większość z nas ma trudności, aby zmobilizować się do aktywności, a jeszcze trudniej jest, gdy jesteśmy chorzy. Byłoby wspaniale, gdybyśmy byli w stanie wywołać choć część tej magii mięśniowej bez ćwiczeń. Mogłoby to naprawdę poprawić jakość życia i zdrowie wielu pacjentów,” podsumowuje dr Sylow.
Źródło: Nature Communications (The mitochondrial mRNA-stabilizing protein SLIRP regulates skeletal muscle mitochondrial structure and respiration by exercise-recoverable mechanisms), University of Copenhagen – The Faculty of Health and Medical Sciences
