Известно, что после напряженной тренировки в мышцах человека появляются крохотные разрывы. Недавно ученые провели исследование, при помощи которого установили, что ядра мышечных клеток перемещаются к этим травмам и создают новые белки, чтобы залечить их. Именно этот процесс запускается у каждого спортсмена после возвращения из спортзала домой. Работа ученых обнародована в журнале Science.
Как травмируются человеческие мышцы
«Эксперты выявили, что ядра перемещаются к месту травмы в течение 5 часов после ее возникновения, - сообщили ученые Алексис Демонбрейн и Элизабет МакНалли из Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета (США). – Всего через сутки после появления разрыва процесс восстановления завершается».
Скелетные мышцы состоят из большого количества тонких трубчатых клеток. Эти клетки являются нитевидными, поэтому их именуют мышечными волокнами. В одной мышце может находиться от сотен до тысяч этих волокон. В каждом волокне есть блоки сократительных механизмов, известные как саркомеры, которые во время занятий спортом удлиняются и сокращаются.
При эксцентрическом сокращении мышцы принудительно растягиваются (к примеру, во время бега по склону холма). Это иногда приводит к значительному растяжению саркомеров, которые, в свою очередь, могут потянуть окружающую их мембрану, причинив ей ущерб. В этой ситуации разные белки формуют «шапку» над поврежденной зоной мембраны, а митохондрии вбирают в себя избыток кальция, чтобы клетки нормально работали. Теперь ученые выяснили, что ядра мышечных клеток тоже участвуют в восстановлении поврежденной ткани.
Описание исследования
Эксперты поместили взрослых мышей в коробку, где находилась беговая дорожка с наклоном. После они заставили грызунов бежать по этой дорожке, а затем взяли пробы мышечных волокон у животных. Также они попросили 15 добровольцев пробежать по беговой дорожке несколько километров, а после произвели биопсию мышечных волокон, расположенных в 4-главой мышце бедра у каждого испытуемого.
Ученые исследовали образцы тканей, используя микроскоп, и установили, что в мышечных волокнах и мышей, и людей белки накапливались вокруг травм и формовали «шрамы» в течение 5 часов после пробежки. Затем они изучили волокна, взятые через сутки после тренировки, и увидели, что ядра мышечных клеток переместились к разрывам.
Чтобы более точно понять, как ядра передвигаются к местам повреждения, эксперты вырастили мышечные клетки грызунов в лабораторных чашках, а после обработали их лазером, имитируя травму.
Вывод ученых
«В будущем могут быть разработаны медицинские методики лечения, нацеленные на пути молекул, которые дают возможность ядрам мигрировать и активировать процесс восстановления. Это поможет выздоровление пациентов после мышечных травм сделать более быстрым», - сообщили Демонбрейн и МакНалли.
Исследователи также выявили, что у мышей, которые занимались бегом ранее, появилось меньше шрамов в тканях, чем у грызунов, которые никогда не тренировались. Это указывает на то, что при регулярных занятиях спортом мышцы крепнут и в итоге меньше травмируются.
