Новое исследование показывает, что люди выделяют мощный гормон во время упражнений и что лечение мышей этим гормоном улучшает физическую работоспособность, работоспособность и физическую форму. Исследователи говорят, что результаты открывают новые возможности для решения проблемы физического ухудшения, связанного с возрастом.
Исследование, опубликованное в среду в Nature Communications, раскрывает подробный взгляд на то, как митохондриальный геном кодирует инструкции по регулированию физических возможностей, работоспособности и метаболизма во время старения и может увеличить продолжительность здоровой жизни.
"Митохондрии известны как источник энергии клетки, но они также являются центрами, которые координируют и регулируют метаболизм, активно взаимодействуя с остальной частью тела," сказал Чанган Дэвид Ли, доцент Школы геронтологии Леонарда Дэвиса при Университете Южной Калифорнии и автор-корреспондент исследования. "С возрастом эта коммуникационная сеть, кажется, ломается, но наше исследование показывает, что вы можете восстановить эту сеть или омолодить старую мышь, чтобы она была такой же пригодной, как и младшая."
В исследовании изучалась роль MOTS-c, одного из нескольких недавно выявленных гормонов, которые, как известно, имитируют эффекты физических упражнений. Однако MOTS-c уникален, потому что он кодируется в небольшом геноме митохондрий, а не в более крупном геноме в ядре клетки. Это открывает совершенно новый геном для новых вмешательств, говорит Ли, который вместе с Пинхасом Коэном, профессором геронтологии, медицины и биологических наук и деканом школы Леонарда Дэвиса при Университете Южной Калифорнии, впервые описал эволюционно консервативный белок и его влияние на метаболизм в 2015 году. Его последующие исследования показали, как кодируемый митохондриями MOTS-c инструктирует белки взаимодействовать с ядерным геномом и играет важную роль в регулировании клеточного метаболизма и стрессовых реакций.
У мышей физическое улучшение в любом возрасте
Для этого исследования группа исследователей проверила, как инъекции MOTS-c влияют на мышей разного возраста, измеряя физическую работоспособность и работоспособность у молодых (2 месяца), среднего возраста (12 месяцев) и старых (22 месяца) мышей. Когда мышам были предъявлены физические проблемы, в том числе поддержание баланса на вращающемся стержне и бег на ускоряющейся беговой дорожке, у мышей всех возрастов, которые получали лечение MOTS-c, дела шли значительно лучше, чем у нелеченных мышей того же возраста.
Даже группы мышей, которых кормили диетой с высоким содержанием жиров, показали заметное физическое улучшение после лечения MOTS-c и меньшую прибавку в весе, чем необработанные мыши. Эти результаты перекликаются с предыдущими исследованиями лечения MOTS-c у мышей, которые также показали, что оно обращает вспять вызванное диетой ожирение и инсулинорезистентность, зависящую от диеты и возраста.
Кроме того, лечение MOTS-c самых старых мышей, приближающихся к концу их жизни, привело к заметным физическим улучшениям. Это лечение в позднем возрасте улучшило силу захвата, походку (измеряемую по длине шага) и физическую работоспособность, которые оценивались с помощью теста ходьбы (бег в этом возрасте был невозможен).
"Старшие мыши были человеческим эквивалентом 65 лет и старше, и после лечения они удвоили свою способность бегать на беговой дорожке," Ли сказал. "Они даже смогли обогнать свою нелеченую когорту среднего возраста."
Люди выражают MOTS-c с помощью упражнений
Чтобы измерить влияние упражнений на уровни MOTS-c у людей, исследователи собрали ткань и плазму скелетных мышц у здоровых молодых мужчин-добровольцев, ведущих малоподвижный образ жизни, которые тренировались на велотренажере. Образцы были собраны до, во время и после тренировки, а также после 4-часового отдыха.
В мышечных клетках уровень MOTS-c значительно увеличился почти в 12 раз после тренировки и оставался частично повышенным после четырехчасового отдыха, в то время как уровни MOTS-c в плазме крови также увеличились примерно на 50% во время и после тренировки, а затем вернулись к норме. исходный уровень после периода отдыха. Полученные данные свидетельствуют о том, что само упражнение индуцировало экспрессию регуляторных пептидов, кодируемых митохондриями.
Экспрессия MOTS-c во время физических упражнений у людей и результаты исследований на мышах подтверждают идею о том, что старение регулируется генами как в митохондриальном, так и в ядерном геномах. Хотя необходимы дальнейшие исследования MOTS-c, данные показывают, что лечение MOTS-c может увеличить продолжительность здоровья или часть продолжительности жизни, проводимую в хорошем состоянии, а также решить проблему слабости и других возрастных состояний, сказал Ли.
Он добавил, что результаты лечения MOTS-c на мышах чрезвычайно многообещающие для будущего применения на людях, особенно тот факт, что такие результаты были получены даже при лечении, начинающемся в более старшем возрасте.
"Показатели ухудшения физического состояния человека, такие как уменьшение длины шага или способности ходить, тесно связаны со смертностью и заболеваемостью," он сказал. "Вмешательства, нацеленные на возрастное снижение и слабость, которые применяются в более позднем возрасте, были бы более осуществимы с точки зрения трансляции по сравнению с пожизненным лечением."
"MOTS-c – это индуцированный упражнениями митохондриально-кодируемый регулятор возрастного физического упадка и мышечного гомеостаза" впервые появилось в сети в январе. 20, 2021.