دانشمندان ترکیبی را کشف کردهاند که ممکن است به قوی ماندن عضلات با افزایش سن کمک کند
عضله اسکلتی یکی از اولین بافتهایی است که با افزایش سن تحلیل میرود. این تحلیل میتواند منجر به ضعف، زخم، تجمع چربی در داخل عضله و از بین رفتن فیبرهای عضلانی تند انقباض شود که برای حرکات سریع و قدرتمند مهم هستند.
یک تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور ریوئیچی تاتسومی در دانشکده کشاورزی دانشگاه کیوشو، مولکولی را شناسایی کردهاند که ممکن است به محافظت و حتی تقویت یکی از سیگنالهای کلیدی ترمیم عضلات بدن کمک کند. این یافتهها در Scientific Reports منتشر شده است.
این مطالعه بر فاکتور رشد هپاتوسیت یا HGF تمرکز دارد که مانند یک سیگنال بیدارباش در عضلات اسکلتی عمل میکند. در عضلات سالم، HGF اطراف فیبرهای عضلانی قرار دارد.
هنگامی که عضله آسیب میبیند یا به صورت مکانیکی تحریک میشود، HGF آزاد میشود و به گیرندههای c-Met روی سلولهای ماهوارهای، سلولهای بنیادی ساکن عضله اسکلتی متصل میشود و آنها را از حالت استراحت بیدار میکند و آنها را قادر میسازد تا تکثیر، تمایز یافته و در ترمیم فیبر عضلانی مشارکت کنند.
با این حال، پیری میتواند در این فرآیند اختلال ایجاد کند. کار قبلی این تیم نشان داد که HGF دچار یک تغییر شیمیایی به نام نیتراسیون میشود که در آن یک گروه نیترو به دو محل خاص روی پروتئین، Y198 و Y250 اضافه میشود همان منطقهای که HGF برای اتصال به c-Met از آن استفاده میکند.
پس از نیتراته شدن، HGF توانایی اتصال به گیرنده را از دست میدهد، مانند یک کلید زنگزده که دیگر به قفل خود نمیخورد. تصور میشود که این علت اصلی تحلیل رفتن عضلات مرتبط با سن و اختلال در بازسازی است.
آزمایش ترکیبات گوگردی روی HGF تاتسومی توضیح میدهد: «HGF لزوماً با افزایش سن از بین نمیرود. بلکه میتواند پس از ساخته شدن از نظر شیمیایی تغییر کند. این موضوع ما را به این فکر انداخت که آیا ترکیبی با ظرفیت آنتیاکسیدانی قوی میتواند از HGF محافظت کند، چه با جلوگیری از نیتراسیون و چه با جبران کاهش عملکردی که ایجاد میکند.»
این تیم به دو ترکیب مبتنی بر گوگرد که به دلیل فعالیت آنتیاکسیدانی قوی شناخته شدهاند، روی آورد: گلوتاتیون تریسولفید (GSSSG) و لیپوئیک اسید تریسولفید (LASSS).
هر دو به دستهای از مولکولها به نام تریسولفیدها تعلق دارند که سه اتم گوگرد متصل به هم را حمل میکنند.
شیمی غیرمعمول گوگرد و خواص ردوکس آنها اخیراً توجه توسعه دارویی را به خود جلب کرده است.
در آزمایشهای اولیه، هم GSSSG و هم LASSS نیتراسیون HGF را در Y198 و Y250 سرکوب کردند. اما فعالیت اتصال به گیرنده به طور کامل بازیابی نشد، بنابراین تیم نسبت مولی HGF به تریسولفید را از ۱:۴۰۰۰ به ۱:۸۰۰۰ افزایش داد.
LASSS سیگنال قویتری ایجاد میکند
یک شگفتی به دنبال داشت. در این نسبت بالاتر، میل ترکیبی HGF برای c-Met در مقایسه با HGF تیمار نشده بیش از دو برابر افزایش یافت، در حالی که در برابر اختلال عملکرد ناشی از نیتراسیون، به ویژه در Y198، مقاومتر شد. این افزایش تنها با LASSS ظاهر شد؛ GSSSG چنین اثری را نشان نداد.
تاتسومی اظهار داشت: این فراتر از انتظارات ما بود. ما میدانستیم که تریسولفیدها عملکردهای بیولوژیکی متنوعی دارند، اما هرگز انتظار نداشتیم که صرفاً مخلوط کردن HGF با LASSS چنین اثر قابل توجهی ایجاد کند.
“آنچه این به ما میگوید این است که LASSS چیزی بیش از خنثی کردن مولکولهای واکنشپذیر انجام میدهد. ممکن است مستقیماً با HGF تعامل داشته باشد و یک تغییر ساختاری ظریف ایجاد کند و یک فرم “Super HGF” تقویتشده ایجاد کند که قویتر به c-Met متصل میشود و در برابر نیتراسیون مقاومت میکند.”
علائم اولیه در عضله زنده
برای آزمایش اینکه آیا این اثر در بافت زنده نیز باقی میماند، محققان از یک مدل موشی آتروفی عضلانی ناشی از آویزان شدن دم استفاده کردند.
موشهایی که از قبل با LASSS درمان شده بودند، در مقایسه با حیوانات درمان نشده، نیتراسیون به طور قابل توجهی کاهش یافتهای را نشان دادند، در حالی که GSSSG دوباره هیچ اثر محافظتی نشان نداد، که تأیید میکند اثر محافظتی LASSS از آزمایشگاه به بعد نیز ادامه دارد. مطالعات بیشتر روی حیوانات در حال پیر شدن برای تأیید اثربخشی و ایمنی LASSS در داخل بدن مورد نیاز است.
این یافتهها ممکن است مسیر جدیدی را به سوی استراتژیهایی برای حفظ ترمیم عضلات در دوران پیری، استراحت طولانی مدت در رختخواب یا سایر شرایطی که شامل عدم استفاده از عضلات میشود، باز کند.
این تیم معتقد است که اثرات LASSS بر HGF احتمالاً به طور گسترده، از انسانها گرفته تا حیوانات همراه مانند گربهها و سگها، اعمال میشود و در نهایت به حفظ استقلال، کیفیت زندگی و طول عمر سالم در سالهای بعد کمک میکند.
لینک مفید:حسگر فعالیت ماهیچهای به وسیله لباس
بیشتر بدانید:پلیمر حافظهدار با انرژی بالا میتواند روزی به رباتها در خم کردن عضلاتشان کمک کند
تاریخ:1405/5/5
