Proces starzenia się organizmu wiąże się z postępującym osłabieniem mięśni szkieletowych. Z biegiem lat tracimy masę mięśniową, siłę, a w tkankach częściej pojawiają się blizny i złogi tłuszczu. Kluczowym problemem jest również spadek liczby włókien szybkokurczliwych, które odpowiadają za dynamikę i moc naszych ruchów. Zespół naukowców z Wydziału Rolnictwa Uniwersytetu Kyushu, pod kierownictwem profesora Ryuichi Tatsumiego, zidentyfikował związek chemiczny, który może zrewolucjonizować sposób, w jaki regenerujemy uszkodzone mięśnie.
Mechanizm naprawczy organizmu i jego awarie
Kluczową rolę w odbudowie mięśni odgrywa białko zwane czynnikiem wzrostu hepatocytów (HGF). W zdrowym organizmie HGF pozostaje w stanie uśpienia w strukturach otaczających włókna mięśniowe. Gdy dochodzi do urazu lub stymulacji mechanicznej, białko to zostaje uwolnione i łączy się z receptorami c-met na komórkach satelitarnych – komórkach macierzystych odpowiedzialnych za naprawę mięśni. Ten sygnał aktywuje komórki, pozwalając im na namnażanie i odbudowę uszkodzonych włókien.
Badania wykazały, że wraz z wiekiem system ten ulega awarii. HGF nie znika z organizmu, ale ulega chemicznej modyfikacji zwanej nitrowaniem. W procesie tym do dwóch miejsc w białku (Y198 i Y250) przyłączana jest grupa nitrowa. Znajdują się one dokładnie w tym obszarze, który odpowiada za łączenie się białka z receptorem c-met. Naukowcy porównują ten proces do zardzewiałego klucza, który przestaje pasować do zamka.
HGF niekoniecznie znika wraz z wiekiem. Raczej ulega chemicznej zmianie po wytworzeniu. To skłoniło nas do zastanowienia się, czy związek o silnych właściwościach przeciwutleniających mógłby chronić HGF, zapobiegając nitrowaniu lub kompensując utratę funkcji, którą ono powoduje – wyjaśnia profesor Tatsumi.
Odkrycie „Super HGF”
Naukowcy przetestowali dwa związki z grupy trisulfidów: glutation trisulfid (GSSSG) oraz trisulfid kwasu liponowego (LASSS). Obie substancje wykazują silne działanie antyoksydacyjne. Wstępne eksperymenty wykazały, że oba związki ograniczają nitrowanie białka HGF, jednak to LASSS przyniósł przełomowe rezultaty przy wyższym stężeniu.
Okazało się, że po zmieszaniu HGF z LASSS zdolność białka do łączenia się z receptorem c-met wzrosła ponad dwukrotnie w porównaniu do białka niepoddanego działaniu związku. Co więcej, tak zmodyfikowane białko stało się znacznie bardziej odporne na uszkodzenia wywołane nitrowaniem. Zjawisko to nazwano powstaniem „Super HGF”. Badacze sugerują, że LASSS nie tylko działa jako przeciwutleniacz, ale bezpośrednio zmienia strukturę białka, czyniąc je bardziej aktywnym i trwałym.
Perspektywy dla medycyny
Skuteczność LASSS potwierdzono w badaniach na modelu mysim, gdzie związek skutecznie chronił przed nitrowaniem białek w mięśniach poddanych atrofii. Choć konieczne są dalsze badania, aby potwierdzić bezpieczeństwo i skuteczność tej metody u ludzi, odkrycie to otwiera nowe możliwości w leczeniu zaniku mięśni wynikającego z wieku, długotrwałego unieruchomienia czy rekonwalescencji.
Potencjalne zastosowanie tej technologii może w przyszłości pomóc ludziom w zachowaniu siły, sprawności fizycznej i niezależności przez znacznie dłuższy czas. Mechanizm ten, ze względu na swoje podstawowe znaczenie biologiczne, może okazać się uniwersalny dla wielu gatunków, w tym zwierząt domowych.
