PNAS: снижение активности белка DEAF1 восстанавливает стареющие мышцы

Физические упражнения помогают стареющим мышцам восстанавливать способность к регенерации за счет воздействия на несколько молекулярных механизмов. К такому выводу пришли ученые из Медицинской школы Дьюк-НУС. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

С возрастом мышечная ткань постепенно теряет силу и способность к восстановлению, что повышает риск падений и переломов, замедляет реабилитацию после болезней и травм и ухудшает контроль уровня сахара в крови. В центре внимания исследователей оказался молекулярный комплекс mTORC1, регулирующий рост мышц и синтез белка.

В молодом возрасте mTORC1 поддерживает баланс между образованием новых белков и удалением поврежденных. Однако с годами комплекс может становиться гиперактивным, что приводит к накоплению дефектных белков и постепенному ослаблению мышечных клеток. Ученые выяснили, что ключевую роль в этом процессе играет ген DEAF1. Повышение его активности в стареющих мышцах усиливает работу mTORC1 и нарушает нормальный белковый обмен, ускоряя атрофию.

В норме уровень DEAF1 контролируется регуляторными белками FOXO, но с возрастом их активность снижается, и контроль теряется. В результате мышцы хуже обновляются и быстрее теряют силу. Упражнения способны частично восстановить этот баланс: физическая активность снижает уровень DEAF1 и помогает мышцам эффективнее избавляться от поврежденных белков.

Однако этот эффект проявляется не всегда. Если активность DEAF1 остается слишком высокой, а система FOXO сильно ослаблена, одних упражнений может быть недостаточно — что объясняет, почему не все пожилые люди одинаково хорошо реагируют на тренировки.

Эксперименты на плодовых мушках и старых мышах подтвердили универсальность механизма: повышение DEAF1 вызывало быструю мышечную слабость, тогда как его снижение восстанавливало силу и белковый баланс. По мнению исследователей, в перспективе воздействие на DEAF1 может позволить частично воспроизводить пользу упражнений на молекулярном уровне.