Силовые тренировки запускают механизмы очистки клеток от метаболитов, что пригодится в борьбе с сердечной недостаточностью и... в космосе

12.08.2024

Устранение поврежденных клеточных компонентов необходимо для поддержания работоспособности тканей. Мышцы и нервы - это долговечные высокопроизводительные органы, клеточные компоненты которых рано или поздно изнашиваются. Белок BAG3 играет важную роль в устранении поврежденных компонентов, выявляя их и "упаковывая” клеточными мембранами для формирования аутофагосомы.

Аутофагосомы можно сравнить с мусорным мешком, в котором собираются клеточные отходы для последующего измельчения и переработки. Исследовательская группа под руководством профессора Йорга Хёхфельда (Jörg Höhfeld) из Института клеточной биологии Боннского университета показала, что силовые тренировки активируют BAG3, призванный эффективно связывать поврежденные компоненты клетки и способствовать обволакиванию их мембраной.

Результаты этой научной работы были опубликованы в последнем номере журнала Current Biology. 

Активная система очищения необходима для сохранения и поддержания работоспособности мышечных тканей. «Нарушение её работы вызывает быстро прогрессирующую мышечную слабость у детей, а у взрослых ещё и сердечную недостаточность, которая является одной из самых распространенных причин смерти», - говорит профессор Хёхфельд.

Это важно для спорта и физиотерапии

Исследование проводилось при участии физиологов из Немецкого спортивного университета Кельна и Университета Хильдесхайма. Профессор Себастьян Гелерт (Sebastian Gehlert) из Хильдесхайма подчеркивает важность полученных результатов: «Теперь мы знаем, какой уровень интенсивности силовой тренировки необходим для активации системы BAG3, поэтому можем оптимизировать тренировочные программы ведущих спортсменов и помочь пациентам, проходящим курс физиотерапии, эффективнее наращивать мышечную массу». 

Профессор Гелерт использует эти данные в работе с атлетами олимпийской сборной Германии.

Этот необходимо мышцам... и не только

Система BAG3 активна не только в мышцах. Мутации в BAG3 могут привести к развитию нервного заболевания, известного как синдром Шарко-Мари-Тута, вызывающего отмирание нервных волокон рук и ног, в результате чего человек теряет способность двигаться. Изучив клетки больных, учёные показали, что некоторые проявления синдрома вызывают нарушение регуляции процессов элиминации BAG3.  

Результаты данной научной работы показывают непреходящее значение этой системы для сохранения тканей.

Неожиданная регуляция указывает путь к новым методам лечения

При более тщательном анализе активации BAG3 исследователи были немало удивлены. «Многие клеточные белки активируются путем присоединения фосфатных групп в ходе фосфорилирования, однако в случае с BAG3 процесс обратный», - объясняет профессор Йорг Хёхфельд. «BAG3 фосфорилируется в мышцах пребывающих в состоянии покоя, а при активации фосфатные группы удаляются“. Главный объект интереса тут - фосфатазы, ферменты, удаляющие фосфатные группы.