Впервые изучен клеточный механизм сохранения физической формы во время старения

Было доказано, что физические упражнения защищают от многих заболеваний и могут быть самым мощным научно известным средством против старения. Хотя физическая активность может улучшить состояние здоровья в период старения, ее благотворное влияние неизбежно снижается. Клеточные механизмы, лежащие в основе взаимосвязи между физическими упражнениями, физической подготовкой и старением, изучены недостаточно.

В статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи из Joslin Diabetes Center изучили роль одного клеточного механизма в улучшении физической формы с помощью физических упражнений и определили одно антивозрастное вмешательство, которое задерживает ухудшение, происходящее со старением в модельном организме. В совокупности выводы исследователей открывают путь к новым стратегиям улучшения работы мышц во время старения.

«Физические упражнения широко используются для улучшения качества жизни и защиты от дегенеративных заболеваний, а у людей длительный режим физических упражнений снижает общую смертность, — делится соавтор исследования T. Кит Блэквелл, доктор медицинских наук, старший научный сотрудник и руководитель отдела островковых клеток и регенеративной биологии в Joslin. — Наши результаты позволяют выявить важный фактор, влияющий на реакцию на физические упражнения, и определить отправную точку для вмешательства в поддержание мышечной функции во время старения».

Этот важный медиатор представляет собой цикл фрагментации и восстановления митохондрий, специализированных структур или органелл внутри каждой клетки, которые отвечают за производство энергии. Функция митохондрий имеет решающее значение для здоровья, а нарушение динамики митохондрий — цикла восстановления и восстановления связи между энергопроизводящими органеллами — связано с развитием и прогрессированием хронических возрастных заболеваний, таких как болезни сердца и диабет 2 типа.

«Когда мы испытываем усталость и восстановление наших мышц после физических упражнений, они проходят через этот митохондриальный динамический цикл, — поясняет Блэквелл, который также является исполняющим обязанности руководителя отдела иммунобиологии в Joslin. — В процессе мышцы справляются с последствиями метаболического стресса и восстанавливают свою функциональную способность».

Блэквелл и его коллеги, включая соавтора Хулио Сезара Батиста Феррейра, доктора философии, из Института биомедицинских наук Университета Сан-Паулу, исследовали роль динамики митохондрий во время физических упражнений в модельном организме C. elegans, простом, хорошо изученном виде микроскопических червей, который часто используется в исследованиях метаболизма и старения.

Исследователи регистрировали червей дикого типа C. elegans, когда они плавали или ползали, и наблюдали типичное для возраста снижение приспособленности в течение 15 дней, когда животные созревали. Ученые также продемонстрировали заметный и постепенный сдвиг в сторону фрагментированных и/или дезорганизованных митохондрий у стареющих животных. Например, у молодых червей на 1 день созревания они наблюдали, что однократная физическая нагрузка вызывала усталость через час. Даже 60-минутный сеанс вызывал увеличение фрагментации митохондрий в мышечных клетках животных, но 24-часового сеанса было достаточно для восстановления работоспособности и функции митохондрий.

У возрастных (5 и 10 день) червей производительность животных не возвращалась к исходному уровню в течение 24 часов. Аналогичным образом, митохондрии пожилых животных проходили цикл фрагментации и восстановления, но реорганизация сети была меньше по сравнению с молодыми животными.

Во второй серии экспериментов исследователи заставляли червей дикого типа плавать по часу в день в течение 10 дней подряд, начиная со взрослого возраста. Команда обнаружила, что, как и у людей, долгосрочная программа упражнений значительно улучшила физическую форму животных среднего возраста к 10-му дню и смягчила нарушение динамики митохондрий, которое обычно проявляется во время старения.

Наконец, исследователи проверили известные мероприятия по продлению жизни на способность улучшить физическую работоспособность во время старения. Черви с повышенным уровнем AMPK, молекулы, которая является ключевым регулятором энергии во время физических упражнений, а также способствует ремоделированию морфологии митохондрий и метаболизма, показали улучшение физической формы. Они также продемонстрировали сохранение, но не усиление эффективности.

Эксклюзивный перевод*

Фото: Unsplash / CC0 Общественное достояние

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Фильм на вечер: документальный фильм о лисенке, который тронет каждого

84 Авторы нового документального фильма предлагают насладиться невероятно эмоциональной и неприукрашенной историей камчатского животного, ставшего …