Мишићи који старе спорије зарастају након повреде, што је фрустрирајућа стварност позната многим старијим особама.
Ново истраживање са УЦЛА, спроведено на мишевима, указује на изненађујуће објашњење. Како мишићи старе, њихове матичне ћелије стварају високе нивое протеина који их чини споријим да се укључе и поправе оштећено ткиво. У исто време, тај исти протеин помаже ћелијама да дуже преживе у стреснијем окружењу старијих мишића.
Студија, објављена у часопису Наукасугерише да неке биолошке промене повезане са старењем можда нису само штетни пад. Уместо тога, они могу представљати уграђене стратегије преживљавања. „Ово нас је довело до новог начина размишљања о старењу“, рекао је др Томас Рендо, старији аутор студије и директор Ели анд Едитхе Броад центра за регенеративну медицину и истраживање матичних ћелија на УЦЛА.
„То је контраинтуитивно, али матичне ћелије које пролазе кроз старење могу заправо бити најмање функционалне. Оне преживљавају не зато што су најбољи у свом послу, већ зато што су најбољи у преживљавању. То нам даје потпуно другачије сочиво за разумевање зашто ткива опадају са годинама.“
Протеин који успорава обнављање мишића са годинама
Истраживачки тим, који су предводили постдокторски научници Јенгмин Канг и Даниел Бењамин, упоредио је мишићне матичне ћелије младих и старих мишева. Открили су да се протеин назван НДРГ1 нагло повећава са годинама, достижући нивое 3,5 пута више у старијим ћелијама него у млађим. НДРГ1 делује као кочница унутар ћелије. Пригушује сигнални пут познат као мТОР, који нормално покреће ћелије да активирају, расту и поправљају ткиво.
Да би утврдили да ли је НДРГ1 одговоран за спорије зарастање, научници су дозволили мишевима да природно старе на око 75 људских година. Затим су блокирали активност НДРГ1. Када је овај протеин инхибиран, старије мишићне матичне ћелије почеле су да се понашају више као младе. Брже су се активирали и брже поправљали повређени мишић.
Подмлађивање долази са компромисом
Постојала је лоша страна. Када је НДРГ1 био блокиран, мање мишићних матичних ћелија је преживело током времена. Као резултат тога, смањена је способност мишића да се регенерише након поновљених повреда.
„Размишљајте о томе као о маратонцу против спринтера“, рекао је Рандо, који је такође професор неурологије на медицинској школи Давид Геффен на УЦЛА. „Матичне ћелије код младих животиња су хиперфункционалне – заиста добре у ономе што раде, наиме у спринту, али нису добре на дуге стазе. Могу да прођу кроз трку од 100 јарди, али не могу да пређу ни до половине маратона. Насупрот томе, остареле матичне ћелије су као маратонци – спорије да реагују на оно што их чини на дугим дистанцама, али су тако боље опремљене за оно што их чини професионалцима. чини их лошим у спринту.“
Тим је потврдио своје резултате користећи неколико различитих метода. Проучавали су мишићне матичне ћелије и младих и старих мишева у лабораторијским посудама и унутар живог ткива. У свим експериментима, образац је био доследан. Виши нивои НДРГ1 успорили су активацију матичних ћелија и поправку мишића, али и ојачали дугорочни опстанак ћелија.
Пристрасност ћелијског преживљавања у старењу
Истраживачи предлажу да растући нивои НДРГ1 одражавају оно што они називају „пристрасност преживљавања ћелија“. Временом је већа вероватноћа да ће умрети матичне ћелије које не успеју да произведу довољно НДРГ1. Преосталу популацију чине ћелије које спорије делују, али боље подносе стрес старења.
„Неке промене везане за узраст које изгледају штетно – попут споријег обнављања ткива – могу заправо бити неопходни компромиси који спречавају нешто горе: потпуно исцрпљивање базена матичних ћелија“, рекао је Рандо.
Рандо упоређује ову промену са уступком опстанка који се види у природи. У екстремним условима као што су суше, глади или ниске температуре, животиње активирају програме отпорности као што је хибернација уместо да улажу енергију у репродукцију. Слично, изгледа да старење матичних ћелија преусмеравају ресурсе од производње нових ћелија ка програмима преживљавања док се носе са стресом.
„Врсте преживљавају јер се размножавају, али у временима депривације, животиње укључују сопствене програме отпорности“, рекао је Рандо. „Постоји много примера у природи алоцирања ресурса за преживљавање у временима стреса. То је тачно у складу са оним што видимо на ћелијском нивоу.“
Импликације за терапије против старења
Ови налази могу водити будуће терапије дизајниране да подстакну регенерацију мишића код старијих особа. Међутим, Рандо упозорава да повећање перформанси матичних ћелија може имати цену. „Нема бесплатног ручка. Можемо побољшати функцију остарелих ћелија на неко време, за одређена ткива, али сваки пут када то урадимо, постојаће потенцијални трошак и потенцијални недостатак.“
Тим планира да настави да проучава како се ова равнотежа између преживљавања и регенерације контролише на молекуларном нивоу.
„Овај ген је скоро као наша врата која смо отворили да бисмо разумели шта контролише ове компромисе који су толико критични, не само за еволуцију врста већ и за старење ткива унутар појединца“, рекао је Рандо.
Студију су финансирали Национални институти за здравље, Фондација НОМИС, Фондација за истраживање Млечног пута, Фондација Хеволутион и Национална истраживачка фондација Кореје.
