Znajdź zawartość

W starszym wieku ludziom trudniej wykonywać ćwiczenia. Naukowcy odkryli, że słabość mięśni jest związana z nieszczelnymi kanałami wapniowymi miocytów. Na szczęście okazuje się, że przecieki można "zatkać" za pomocą poddawanego obecnie testom klinicznym leku na niewydolność serca (oznacza się go symbolem S107). Do odkrycia doszło podczas badań na mięśniami szkieletowymi młodych i starych myszy. W ramach wcześniejszych badań zespół Andrew Marksa z Columbia University zauważył, że identyczna nieszczelność leży u podłoża osłabienia i zmęczenia, które występują w przebiegu niewydolności serca oraz dystrofii mięśniowej Duchenne'a. To interesujące, że starzejąc się, zwykli ludzie zaczynają doświadczać dystrofii mięśni. Podstawa słabości mięśni jest [w obu przypadkach] taka sama. Amerykanin wyjaśnia, że wyczerpujące ćwiczenia, np. przebiegnięcie maratonu czy wyścig kolarski, również prowadzą do powstawania przecieków w obrębie kanałów wapniowych. W tym przypadku rozszczelnienia zostają jednak naprawione w ciągu kilku dni przeznaczonych na odpoczynek i regenerację. Marks tłumaczy, że przecieki powstają w konkretnych kanałach wapniowych, a mianowicie w kanałach rianodynowych typu 1. (RYR-1), które muszą działać prawidłowo, by zaszedł skurcz mięśni. Pod wpływem stresu kanał zostaje chemicznie zmodyfikowany – odłącza się stabilizująca podjednostka kalstabina-1. Kalstabina-1 jest jak sprężyna w drzwiach przeciw owadom. I jedna, i druga zapobiega klapaniu oraz niepotrzebnemu otwieraniu na moment. Ze względu na swoją toksyczność, wapń jest w miocytach przechowywany w formie odizolowanej. Gdy wycieknie, uruchamia enzym trawiący mięśnie. Zwiększa się stężenie reaktywnych form tlenu, które utleniają RYR-1, przez co wyciek staje się jeszcze poważniejszy. Ekipa Marksa wykazała, że półroczne myszy z mutacją prowadzącą do przeciekania RYR-1 doświadczają takiego samego osłabienia mięśniowego jak stare osobniki. Gdy starszym gryzoniom zaaplikowano S107, o połowę wzrósł czas poświęcany na bieganie w kołowrotku. Podczas testów klinicznych na pacjentach z niewydolnością serca okazało się, że lek przywraca połączenie między RYR-1 a kalstabiną-1.

Nieszczelność to cecha niepożądana zarówno w przypadku butów czy łodzi, jak i błony jądrowej (kariolemmy). Odkryto właśnie, że zwiększająca się z wiekiem jej przepuszczalność może stanowić pierwotną przyczynę chorób neurodegeneracyjnych, np. parkinsonizmu (Cell). Gdy słabnie bariera oddzielająca jądro od reszty komórki, do wnętrza zaczynają wnikać białka cytoplazmy. Jednymi z tych protein są tubuliny, które zaczynają tworzyć długie filamenty. Niestety, mogą one uszkadzać ukryte w jądrze chromosomy. Patolodzy wiedzą o istnieniu tych włókienek już od ponad 100 lat, a częstotliwość ich występowania wzrasta z wiekiem. Nikt nie miał jednak pojęcia, skąd się biorą – wyjaśnia Martin Hetzer z Salk Institute of Biological Sciences w La Jolla. U osób z chorobą Parkinsona szczególnie dużo filamentów występuje w istocie czarnej (łac. substantia nigra). Jest to blaszka z istoty szarej, którą można znaleźć obustronnie tuż za odnogami mózgu. Odpowiada za koordynację ruchów mimowolnych oraz szybkich. Wchodzące w jej skład neurony dopaminergiczne ulegają uszkodzeniu w czasie rozwoju parkinsonizmu. Amerykanie przypuszczają, że odwracanie skutków przecieków jądrowych może się stać świetną metodą leczenia chorób neurodegeneracyjnych. Niewykluczone też, że zwalczając oznaki starzenia, warto się skupić na opisanym zjawisku równie mocno, co na skracaniu telomerów. Wymiana substancji między wnętrzem jądra a cytoplazmą jest regulowana przez pory jądrowe. Są one zbudowane z ponad 30 różnych białek. Zespół Hetzera zastanawiał się, co się dzieje z porami, gdy komórki się starzeją. Czy w niedzielących się komórkach (znajdujących się w fazie spoczynku G0) zostają w jakiś sposób zastąpione nowym zespołem protein, czy pozostają na swoim miejscu przez całe życie komórki. Gdy przeprowadzono eksperymenty z komórkami dorosłych nicieni Caenorhabditis elegans oraz niedzielącymi się neuronami szczurzymi, okazało się, że centralne rusztowanie porów nie było wymieniane. Biolodzy zauważyli, że z wiekiem zaczynało się ono rozkładać pod wpływem stresu oksydacyjnego. Hetzer wyjaśnia, że obecnie jego zespół pracuje nad sposobami "zatykania" zdegenerowanych porów, by w ten sposób utrzymać podział komórki na wyraźnie odgraniczone strefy.