- С возрастом наша сила и подвижность уменьшаются, в основном из-за потери мышечной массы.
- Физические упражнения, особенно тренировки с отягощениями, широко рекомендуются для поддержания мышечной массы во время старения.
- Теперь исследование показало, как упражнения действуют на молекулярном уровне, предотвращая потерю мышечной массы по мере старения.
- Исследователи обнаружили, что упражнения восстанавливают рост мышц, подавляя путь, ведущий к ухудшению состояния мышц, и активируя белки, которые способствуют восстановлению.
От В возрасте 30 лет мышечная масса человека уменьшается на 3-8% за десятилетие, и это снижение ускоряется после возраста 60. Хотя потерю мышечной массы невозможно полностью предотвратить, мы знаем, что активный образ жизни, включая силовые тренировки, может замедлить снижение мышечной массы и увеличить мышечную силу, помогая людям оставаться мобильными и независимыми как можно дольше.
Теперь исследователи открыли молекулярный путь, который объясняет, как упражнения помогают нам поддерживать мышцы.
Исследование, опубликованное в PNAS, показало, что физические упражнения подавляют фактор транскрипции DEAF1, который вызывает белковый дисбаланс и снижение мышечной массы, помогая мышцам восстанавливаться.
«Мы считаем, что наши результаты важны, поскольку они раскрывают ранее неизвестный биологический механизм, который помогает объяснить, почему мышцы ослабевают с возрастом. Хотя уже давно известно, что физические упражнения защищают здоровье мышц, молекулярные причины этого преимущества не были полностью поняты. Наше исследование идентифицирует DEAF1 как ключевой фактор возрастного снижения мышечной массы и показывает, что упражнения могут напрямую подавлять этот путь».
— Тан Хун-Вэнь, автор-корреспондент, доцент Медицинской школы Duke-NUS в Сингапуре.
Себнем Унлуислер, генный инженер из Лондонского регенеративного института, не принимавший участия в исследовании, назвал исследование весьма значимым, сообщив Медицинские новости сегодня:
«Это показывает, что старение смещает регуляцию мышечного белка с восстановления на накопление, что является основной движущей силой снижения мышечной массы. Транскрипционный фактор DEAF1 увеличивается с возрастом и подавляет способность клеток очищать поврежденные белки, делая мышечную ткань менее эластичной и более хрупкой».
Исследование белковых путей в мышцах
Исследователи исследовали путь, контролируемый комплексом mTORC1, который связывает сигналы питательных веществ с необходимыми метаболическими процессами. для роста клеток. Они знали, что гиперактивация mTORC1 приводит к возрастной потере мышечной массы, но хотели выяснить, почему.
Для этого они использовали модели плодовых мух и мышей, чтобы выяснить, что контролирует mTORC1, и обнаружили, что ключевым фактором является белок DEAF1. Хотя DEAF1 присутствует как в молодых, так и в старых мышцах, стареющие мышцы гораздо более чувствительны к его воздействию.
Тан Хун-Вэнь рассказал Медицинские новости сегодня:
«Когда мы становимся старше, наши мышечные клетки медленно теряют способность очищать поврежденные белки и восстанавливаться. Мы обнаружили, что белок под названием DEAF1 становится более активным при старении мышц и приводит к перегрузке другой системы, mTOR. Это заставляет мышечные клетки слишком сильно сосредотачиваться на росте и недостаточно на поддержании и восстановлении, что постепенно приводит к мышечной слабости».
Как упражнения меняют активность генов
«Упражнения активируют защитные гены «долголетия» под названием FOXO, которые действуют как тормоз на DEAF1. Когда DEAF1 отключается, мышечные клетки восстанавливают способность перерабатывать поврежденные части и оставаться здоровыми. Проще говоря, упражнения помогают восстановить баланс внутри мышечных клеток и дольше сохранять мышцы сильными», — объяснил Тан.
И DEAF1, и mTORC1 регулируют синтез белка, аутофагию (переработку клеток) и метаболизм. Исследователи обнаружили, что стареющие мышцы более чувствительны к DEAF1, чем молодые мышцы, поэтому они теряют способность очищать поврежденные белки и клеточные компоненты.
Тренируясь, вы можете активировать гены FOXO, которые регулируют DEAF1, позволяя мышцам очищать поврежденные материалы и сосредоточиться на выработке белков, необходимых для восстановления мышц.
«Упражнения противодействуют (уменьшению мышечной массы) за счет снижения регуляции DEAF1 и повторной активации механизмов восстановления клеток и контроля качества. Проще говоря, упражнения восстанавливают способность мышечных клеток восстанавливать себя, а не просто производить новый материал. Упражнения с отягощениями, вероятно, являются наиболее эффективными, поскольку они обеспечивают сильнейший молекулярный стимул для восстановления, адаптации и долгосрочного поддержания целостности мышц во время старения».
— Себнем Унлуислер
Лучшие упражнения для поддержания мышц с возрастом
Исследователи обнаружили, что разные упражнения имеют разный эффект, но любое упражнение может помочь сохранить и укрепить мышцы.
Острые упражнения или упражнения с отягощениями, такие как силовые тренировки, стимулируют mTORC1, способствуя синтезу мышечного белка, тогда как аэробная активность, такая как быстрая ходьба или езда на велосипеде, подавляет этот путь, активируя FOXO, который подавляет DEAF1 и предотвращает дегенерацию мышц.
«Наши результаты показывают, что как аэробные упражнения (выносливость), так и тренировки с отягощениями (силовые) полезны для здоровья мышц. Каждый тип упражнений активирует защитный путь FOXO в организме немного по-разному, и сочетание обоих, вероятно, принесет наибольшую пользу. С практической точки зрения регулярная физическая активность — такая как быстрая ходьба, езда на велосипеде, плавание, а также тренировки с легкими весами или собственным весом — может играть важную роль в поддержании сильных и здоровых мышц с возрастом».
— Тан Хун-Вэнь
Еще не поздно начать заниматься спортом
«Одним из обнадеживающих выводов нашего исследования, — говорит Тан, — является то, что никогда не поздно получить пользу от физических упражнений. Даже в старых мышцах этот защитный путь все еще может быть включен. Мы надеемся, что наши результаты будут мотивировать больше людей оставаться активными, а также помогут разработать новые методы лечения, поддерживающие здоровое старение».
«Наша работа также подчеркивает, что старение мышц связано не просто с потерей мышечной массы, а с потерей способности поддерживать здоровые мышцы», — сказал он нам. «Определив DEAF1 в качестве центрального регулятора этого процесса, мы стремимся вдохновить на новые стратегии, включая как основанные на упражнениях, так и медицинские подходы, чтобы помочь пожилым людям оставаться более сильными, мобильными и независимыми дольше».
Таким образом, даже если в настоящее время вы мало занимаетесь спортом, включение большей активности в свой распорядок дня в любом возрасте может помочь вам сохранить жизненно важные мышцы с возрастом.