Исследователи из Университета Иллинойса определили, что взрослые стволовые клетки, присутствующие в мышцах, реагируют на физические упражнения, открытие, которое может обеспечить связь между физическими упражнениями и здоровьем мышц. Полученные результаты могут привести к новым терапевтическим методам с использованием этих клеток для восстановления поврежденных мышц и предотвращения или восстановления потери мышечной массы с возрастом.

Известно, что мезенхимальные стволовые клетки (МСК) в скелетных мышцах играют важную роль в восстановлении мышц в ответ на нефизиологические повреждения, преимущественно в ответ на химические инъекции, которые значительно повреждают мышечную ткань и вызывают воспаление. Исследователи во главе с профессором кинезиологии и общественного здравоохранения Марни Боппарт исследовали, реагируют ли МСК также на напряжение во время упражнений, и если да, то как.

"Поскольку физические упражнения могут вызвать некоторую травму как часть процесса ремоделирования после механической деформации, мы задались вопросом, является ли накопление MSC естественной реакцией на физические упражнения и способствуют ли эти клетки благоприятному процессу регенерации и роста, который происходит после тренировки", - сказал Боппарт, который также связан с Институтом передовых технологий Бекмана.Наука и технологии в U. of I.

Исследователи обнаружили, что МСК в мышцах очень чувствительны к механическому напряжению. Они стали свидетелями накопления MSC в мышцах мышей после интенсивных упражнений. Затем они определили, что, хотя МСК напрямую не способствуют построению новых мышечных волокон, они высвобождают факторы роста, которые побуждают другие клетки в мышцах сливаться и генерировать новые мышцы, обеспечивая клеточную основу для улучшения здоровья мышц после упражнений.

Ключевым элементом метода команды из Иллинойса было упражнение мышей перед выделением клеток, чтобы вызвать секрецию полезных факторов роста. Затем они покрасили клетки флуоресцентным маркером и ввели их другим мышам, чтобы увидеть, как МСК координируются с другими мышечными клетками.

В дополнение к изучению клеток in vivo, исследователи изучили реакцию клеток на нагрузку на различные субстраты. Они обнаружили, что реакция MSC очень чувствительна к механической среде, что указывает на то, что условия мышечного напряжения влияют на активность клеток.

"Эти результаты важны, потому что мы идентифицировали стволовую клетку взрослого человека в мышцах, которая может обеспечить основу для здоровья мышц с помощью упражнений и улучшения заживления мышц с помощью реабилитационной / двигательной терапии", - сказал Боппарт. "Тот факт, что МСК в мышцах способны выделять высокие концентрации фактора роста в кровеносную систему во время упражнений, также заставляет нас задуматься, обеспечивают ли они критическую связь между улучшением здоровья всего тела и участием в обычной физической активности".

Затем группа надеется определить, способствуют ли эти клетки снижению мышечной массы в течение жизни человека. Предварительные данные свидетельствуют о том, что с возрастом в мышцах становится недостаточно МСК. Команда надеется разработать комбинаторную терапию, которая использует стратегии, основанные на молекулярных и стволовых клетках, для предотвращения возрастной потери мышечной массы.

"Хотя физические упражнения - лучшая стратегия для сохранения мышц с возрастом, некоторые люди просто не способны эффективно заниматься физической активностью", - сказал Боппарт. "Инвалидность может ограничить возможности для роста мышц. Мы прилагаем все усилия, чтобы понять, как мы можем наилучшим образом эффективно использовать эти клетки для сохранения мышечной массы в условиях атрофии ".

Команда опубликовала свои выводы в журнале PLoS One. Институт регенеративной медицины штата Иллинойс, Медицинский фонд Эллисона и Фонд Мэри Джейн Нир поддержали эту работу.