Исследователи из Университета Иллинойса определили, что взрослые стволовые клетки, присутствующие в мышцах, реагируют на упражнения, открытие, которое может обеспечить связь между упражнениями и здоровьем мышц. Результаты могут привести к новым терапевтическим методам использования этих клеток для восстановления поврежденных мышц и предотвращения или восстановления потери мышечной массы с возрастом.
Известно, что мезенхимальные стволовые клетки (МСК) в скелетных мышцах важны для восстановления мышц в ответ на нефизиологическое повреждение, преимущественно в ответ на химические инъекции, которые значительно повреждают мышечную ткань и вызывают воспаление. Исследователи под руководством профессора кинезиологии и общественного здравоохранения Марни Боппарта изучали, реагируют ли МСК на напряжение во время упражнений, и если да, то как.
"Поскольку упражнения могут вызвать некоторые травмы как часть процесса ремоделирования после механического напряжения, мы задались вопросом, было ли накопление МСК естественной реакцией на упражнения и способствовали ли эти клетки благотворному процессу регенерации и роста, который происходит после тренировки," сказал Боппарт, который также связан с Институтом передовых наук и технологий Бекмана в США. я.
Исследователи обнаружили, что МСК в мышцах очень чувствительны к механическим нагрузкам. Они стали свидетелями накопления МСК в мышцах мышей после интенсивных упражнений. Затем они определили, что, хотя МСК не вносят прямого вклада в построение новых мышечных волокон, они выделяют факторы роста, которые побуждают другие клетки в мышцах слиться и генерировать новые мышцы, обеспечивая клеточную основу для улучшения здоровья мышц после упражнений.
Ключевым элементом метода команды из Иллинойса было упражнение на мышах перед выделением клеток, чтобы вызвать секрецию полезных факторов роста. Затем они окрашивали клетки флуоресцентным маркером и вводили их другим мышам, чтобы увидеть, как МСК координируются с другими клетками, строящими мышцы.
Помимо изучения клеток in vivo, исследователи изучали реакцию клеток на нагрузку на различные субстраты. Они обнаружили, что реакция МСК очень чувствительна к механической среде, что указывает на то, что условия растяжения мышц влияют на активность клеток.
"Эти результаты важны, потому что мы определили взрослую стволовую клетку в мышцах, которая может обеспечить основу для здоровья мышц с помощью упражнений и улучшения заживления мышц с помощью реабилитации / двигательной терапии," Боппарт сказал. "Тот факт, что МСК в мышцах могут выделять высокие концентрации фактора роста в систему кровообращения во время упражнений, также заставляет задуматься, обеспечивают ли они критическую связь между улучшением здоровья всего тела и участием в повседневной физической активности."
Затем группа надеется определить, способствуют ли эти клетки снижению мышечной массы в течение жизни человека. Предварительные данные свидетельствуют о том, что МСК с возрастом становятся дефицитными в мышцах. Команда надеется разработать комбинаторную терапию, которая использует стратегии на основе молекулярных и стволовых клеток для предотвращения возрастной потери мышечной массы.
"Хотя упражнения – лучшая стратегия для сохранения мышц по мере старения, некоторые люди просто не могут эффективно заниматься физической активностью," Боппарт сказал. "Инвалидность может ограничивать возможности для роста мышц. Мы упорно работаем, чтобы понять, как лучше всего использовать эти клетки для сохранения мышечной массы перед лицом атрофии."
Команда опубликовала свои выводы в журнале PLoS One. Институт регенеративной медицины Иллинойса, Медицинский фонд Эллисона и Фонд Мэри Джейн Нир поддержали эту работу.