На примере сусликов ученые узнали, как люди могут избежать атрофии мышц

Длиннохвостый суслик

A. Audevard/AGAMI/blickwinkel/picture alliance

Исследователи из России нашли новые возможности для реабилитации людей, которые вынуждены оставаться без движения. Биофизики изучили молекулярный механизм, благодаря которому мышцы сусликов, впадающих в спячку, не атрофируются. Это может помочь космонавтам или людям с переломами ног. Статья исследователей опубликована в журнале Scientific Reports.

Грызуны, впадающие в спячку, не испытывают никаких проблем с движением после долгого сна. Их мышцы не атрофируются, несмотря на то что тело животного охлаждается до 2–3 °С. Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Института биофизики клетки РАН и Кубанского государственного университета исследовали, почему длиннохвостые суслики (Urocitellus undulatus) после спячки (по-научному — гибернации) могут бегать, кусаться и жить в обычном режиме, если их мышцы, по идее, должны требовать восстановления. Ученые доказали: чтобы избежать атрофии мышц, нужно активировать синтез определенных белков, которые помогут мышцам начать нормально функционировать гораздо быстрее. Измеряли белки только у бодрствующих зверьков, потому что беспокоить тех, кто в спячке, было бы абсолютно бесполезно. Наука еще не признала возможным зарегистрировать синтез белков у животных в зимней спячке.

«Мы предположили, что в периоды межбаутной активности (пробуждений на короткое время во время спячки — Indicator.Ru) у животных будет увеличиваться синтез всех белков, что немного или полностью восстановит массу мышц, атрофированных при спячке. И поскольку таких периодов у сусликов несколько за весь сезон спячки, то такие межбаутные пробуждения с увеличением синтеза белка и будут вносить вклад в снижение атрофии», — рассказал один из исследователей, заведующий лабораторией структуры и функций мышечных белков ИТЭБ РАН Иван Вихлянцев.

Синтез белка у животных активируется не только после окончательного выхода из спячки, но и в периоды кратковременных межбаутных пробуждений. Такие периоды бодрствования случаются всего несколько раз за всю спячку (она длится до семи месяцев в году) и длятся совсем недолго — всего 10–12 часов. Исследователи «зацепились» как раз за эти короткие промежутки времени. Они использовали метод SUnSET — это нерадиоактивный метод выявления скорости синтеза белка по организму «в моменте». Сусликам вводили антибиотик-ингибитор синтеза белка и в результате получали пептиды. Их исследовали со всех сторон и полностью анализировали их влияние на организм животного.

«Оказалось, что все не так, как мы думали ранее. Синтез общего белка (всех белков) был выше в мышцах контрольных животных, то есть летних, а вот синтез некоторых саркомерных, мышечных белков у проснувшихся сусликов оказался такой же или чуть выше, чем у активных летних. Получилось, что не все белки синтезируются в периоды межбаутной активности, а только некоторые. Те, которые поддерживают саркомерную структуру миофибрилл — компонентов, занимающих до 85% от площади скелетного волокна. Вот поэтому атрофия и не прогрессирует», — пояснил Вихлянцев.

Это значит, что в скором времени ученые смогут разработать новые подходы, использующие активацию синтеза белков. А эти методы, в свою очередь, облегчат реабилитацию людям, долго находящимся без движения.

Автор: Мария Чередник