Чтобы совершать произвольные движения, например подниматься по лестнице, поднимать спортивную сумку или открывать приложение для смартфона, миофибриллы должны создавать силу. Сила, которую создают миофибриллы, передается через мышцы, вызывая стресс, который может повредить миофибриллы. Митохондрии служат источником энергии клетки и поставляют энергию для выработки силы, но этот процесс также приводит к образованию активных форм кислорода в качестве побочного продукта. Правильно функционирующие митохондрии необходимы не только для выработки энергии, но и для восстановления поврежденных миофибрилл.
«Наши результаты предполагают физиологическую роль митохондрий в восстановлении плазматической мембраны в поврежденных мышечных клетках, роль, которая подчеркивает благотворное влияние активных форм кислорода», — говорит Джоти К. Джайсвал, MSC, доктор философии, главный исследователь Центра исследований Исследования генетической медицины в Национальной системе здравоохранения детей, доцент кафедры геномики и точной медицины Школы медицины и медицинских наук Университета Джорджа Вашингтона и старший автор исследования. «Наша работа подчеркивает необходимость детального рассмотрения роли активных форм кислорода, поскольку они необходимы, когда они присутствуют в нужном месте и в нужное время. Неизбирательное использование антиоксидантов на самом деле может нанести вред взрослому человеку со здоровыми мышцами, а также ребенок с больной мышцей ".Антиоксиданты широко используются бэби-бумерами с мышцами, которые болят от изнурительной тренировки, или новорожденными с диагнозом мышечная дистрофия.
Джайсвал и его коллеги из Children’s National понимают, что их результаты опровергают общепринятое мнение о том, что антиоксиданты обычно способствуют восстановлению мышц.«В фитнес-сообществе до сих пор распространено убеждение, что прием антиоксидантных добавок после тренировки поможет вашим мышцам лучше восстановиться. Это то, что думают люди; это то, что я думал», — говорит Адам Хорн, ведущий автор исследования, аспирант The George Вашингтонский университет, который работает с доктором Джайсвалом в Детском национальном здравоохранении. «Мы выяснили, что митохондриям необходимо производить очень специфический окислительный сигнал в ответ на повреждение мышц, чтобы помочь восстановлению поврежденных мышц».
Окислительные сигналы, производимые митохондриями, тонко уравновешиваются антиоксидантной защитой здоровых клеток. Этот баланс может быть нарушен при таких заболеваниях, как мышечная дистрофия Дюшенна, которая вызвана нехваткой специфического для мышц белка — дистрофина.
Недостаток дистрофина делает плазматическую мембрану мышечных клеток более уязвимой для травм. В экспериментальной модели мышечной дистрофии Дюшенна мышцы при рождении кажутся нормальными, но в течение нескольких недель демонстрируют явное мышечное повреждение и прогрессирующую слабость.«Что меняется? Одна из вещей, которая меняется на третьей и четвертой неделе жизни этой экспериментальной модели, — это функциональность митохондрий», — добавляет Джайсвал. «В конечном итоге они имеют множество дисфункциональных митохондрий, которые ставят под угрозу восстановление поврежденных миофибрилл.
Это приводит к хроническому и чрезмерному окислению миофибрилл и нарушению правильного баланса оксидант-антиоксидант».В этом случае доза антиоксидантов может восстановить правильный баланс и помочь обратить вспять повреждение мышц и прогрессирующую слабость.В качестве следующего шага исследовательская группа изучает окисление в здоровых и больных мышцах, чтобы понять, как нарушается баланс оксидант-антиоксидант и как его можно эффективно восстановить с помощью существующих добавок.
В одном из таких исследований, финансируемых Национальным институтом здоровья, команда изучает потенциальную пользу добавок витамина Е для пациентов с мышечной дистрофией.«Антиоксидантные добавки сделаны из экстрактов коры, сока, шоколада и других соединений, поэтому все они разные», — говорит Джайсвал. «Знание того, какие из них могут восстановить баланс при определенных обстоятельствах, может помочь организму поддерживать надлежащую клеточную сигнальную способность, которая будет поддерживать здоровье и правильную работу мышц».