Columbia ülikooli meditsiinikeskuse teadlased on avastanud vanusega seotud lihasjõu kaotuse taga oleva bioloogilise mehhanismi ja tuvastanud ravimi, mis võib aidata seda protsessi tagasi pöörata. Nende leiud avaldati 2. augusti veebiväljaandes Cell Metabolism.
Vanemaks saades kipuvad meie skeletilihased närbuma ja nõrgenema – seda nähtust nimetatakse sarkopeeniaks. Sarkopeenia, mis hakkab ilmnema umbes 40-aastaselt ja kiireneb pärast 75. eluaastat, on eakate peamine puude põhjus. Treening võib aidata võidelda vanusega seotud lihaskaotuse tagajärgedega. Vastasel juhul pole väljakujunenud ravimeetodeid.
Vastav alt uuele hiirtel läbi viidud uuringule tekib sarkopeenia, kui k altsium lekib lihasrakkude valkude rühmast, mida nimetatakse rüanodiini retseptori kanalikompleksiks. Need lekked käivitavad seejärel sündmuste ahela, mis lõppkokkuvõttes piirab lihaskiudude kokkutõmbumisvõimet, teatab uuringu juht Andrew R. Marks, M. D., füsioloogia ja raku biofüüsika esimees ja professor, Clyde'i ja Helen Wu meditsiiniprofessor ning osakonna direktor. Wu molekulaarkardioloogia keskus Columbia ülikooli meditsiinikeskuses (CUMC).
Rüanodiini retseptorid, mis on enamikus kehakudedes leiduvad k altsiumikanalid, on olnud dr. Marksi uurimistöö keskmes alates 1989. aastast. Pärast rüanodiini retseptori geeni kloonimist avastas ta hiljem hiirtega läbi viidud uuringutes, et rüanodiini lekkib. retseptorid osalevad südamepuudulikkuse ja arütmiate tekkes. 2009. aastal näitas ta, et lekked nendes kanalites soodustavad ka Duchenne'i lihasdüstroofiat – geneetilist häiret, mida iseloomustab kiiresti progresseeruv lihasnõrkus ja varajane surm.
Kuna lihasdüstroofial ja sarkopeenial on mõningaid ühiseid jooni, kahtlustas dr Marks, et rüanodiini retseptori leke võib samuti olla seotud vanusega seotud lihaste kadumisega, mida käesolev uuring näitab, et see nii on.
"See on täiesti uus kontseptsioon – vananemisel tekkivad kahjustused on väga sarnased lihasdüstroofia korral," ütleb dr Marks, "seega vananedes areneb meil põhiliselt välja omandatud lihasdüstroofia vorm," ütleb dr Marks."
Nii vananemisprotsess kui ka geneetiline defekt, mis põhjustab lihasdüstroofiat, põhjustavad hapniku vabade radikaalide, väga reaktiivsete ja kahjulike molekulide tootmise suurenemist. "Meie andmed viitavad sellele, et see loob nõiaringi, mille käigus vabad radikaalid põhjustavad rüanodiini retseptorite k altsiumi rakku lekkimist. K altsium mürgitab mitokondreid - rakku toidavad organellid -, mille tulemusel vabaneb veelgi rohkem vabu radikaale. põhjustab omakorda rohkem k altsiumi leket. Kui kokkutõmbumiseks on saadaval vähem k altsiumi, muutuvad lihased nõrgemaks,“ütleb esimene autor Daniel C. Andersson, M. D., Ph. D., CUMC füsioloogia ja raku biofüüsika järeldoktor.
Uuring osutab ka sarkopeenia võimalikule ravile: eksperimentaalsele ravimile nimega S107, mille on välja töötanud dr Marks ja tema kolleegid. Ravim toimib stabiliseerides kalstabiini1, valku, mis seondub ryanodiini retseptoritega ja hoiab ära k altsiumi lekke.
Uuringus manustati 24-kuustele hiirtele (umbes 70-aastastele inimestele) S107 nelja nädala jooksul. Võrreldes ravimata kontrollidega näitasid hiirtel märkimisväärset paranemist nii lihasjõus kui ka treeningvõimes. "Hiired jooksid vabatahtliku treeningu ajal kaugemale ja kiiremini," ütleb dr Andersson. "Kui me nende lihaseid testisime, olid nad umbes 50 protsenti tugevamad." Ravim ei avaldanud mõju noorematele hiirtele, kellel olid normaalsed rüanodiiniretseptorid.
Sarnane ravim on nüüd II faasi kliinilistes uuringutes südamepuudulikkuse raviks.
"Enamik vananemise valdkonna uurijaid on öelnud, et viis lihaste tugevuse parandamiseks on lihasmassi kasvatamine, kasutades selliseid ravimeetodeid nagu testosteroon, kasvuhormoon ja insuliinitaoline kasvufaktor-1," ütleb dr dr. Märgid. "Kuid lihasmassi suurenemisega ei kaasne tingimata lihaste funktsiooni suurenemine. Meie tulemused näitavad, et lekkivate k altsiumikanalite fikseerimisega saate lihaste funktsiooni parandada. Ja tegelikult suurendas vanade hiirte ravi S107-ga lihasjõudu, suurendamata lihaste suurust, vähem alt neljanädalase raviperioodi jooksul."
Dr. Marksi artikkel kannab pealkirja "Ryanodiini retseptori oksüdatsioon põhjustab rakusisese k altsiumi leket ja lihaste nõrkust vananemisel". Lisaks dr Anderssonile on tema kaasautoriteks Mathew J. Betzenhauser, Steven Reiken, Albano C. Meli, Alisa Umanskaya, Wenjun Xie, Takayuki Shiomi ja Ran Zalk CUMC-st ning Alain Lacampagne Montpellieri ülikoolist Prantsusmaal Montpellier's.
A. R. Marks on konsultant alustavas ettevõttes ARMGO Pharma, Inc., mis tegeleb rüanodiini retseptorite aktiivsuse parandamisega lihashaiguste korral.
