Учёные объяснили, как упражнения замедляют старение мышц

Учёные выяснили, почему физическая активность помогает стареющим мышцам дольше сохранять силу и способность к восстановлению. Новое исследование Медицинской школы Duke-NUS показало, что упражнения влияют на молекулярный механизм, связанный с геном DEAF1. Именно он, как оказалось, играет важную роль в возрастном ухудшении состояния мышечной ткани.

С возрастом мышцы постепенно теряют силу и хуже восстанавливаются после нагрузок, болезней или травм. Это повышает риск падений, переломов и снижает качество жизни пожилых людей. Кроме движения, мышцы участвуют в обмене веществ и помогают регулировать уровень сахара в крови, поэтому их здоровье важно для всего организма.

Одним из ключевых механизмов, влияющих на состояние мышц, является сигнальный путь mTORC1. Он отвечает за рост клеток и производство белков. Однако в стареющих мышцах этот путь может становиться чрезмерно активным. В результате клетки больше заняты созданием новых белков, но хуже избавляются от повреждённых. Такие белки постепенно накапливаются, вызывают стресс внутри клеток и ускоряют потерю мышечной силы.

Исследователи обнаружили, что важную роль в этом процессе играет ген DEAF1. В стареющих мышцах его уровень повышается, из-за чего активность mTORC1 усиливается, а баланс между созданием и удалением белков нарушается. В молодом организме работу DEAF1 контролируют белки FOXO, но с возрастом их активность снижается. В результате мышцы постепенно теряют способность эффективно очищаться и восстанавливаться.

Физические упражнения, по данным учёных, помогают частично обратить этот процесс вспять. Нагрузка активирует белки, которые снижают уровень DEAF1. Благодаря этому восстанавливается более здоровый баланс: мышцы начинают лучше удалять повреждённые белки, эффективнее регенерируют и дольше сохраняют силу.

Авторы исследования сравнивают этот эффект с «перезагрузкой» мышечной ткани. Упражнения словно дают клеткам сигнал очиститься от накопленных повреждений и вернуться к более правильной работе. Это может объяснить, почему регулярная физическая активность остаётся одним из самых эффективных способов поддержания мышц в пожилом возрасте.

Однако учёные отмечают важное ограничение. В некоторых случаях уровень DEAF1 становится слишком высоким, а активность FOXO — слишком низкой. Тогда одних упражнений может быть недостаточно для полного восстановления мышечной функции. Это может объяснять, почему разные пожилые люди по-разному реагируют на физические нагрузки.

Выводы были подтверждены в экспериментах на плодовых мушках и старых мышах. Когда уровень DEAF1 повышался, мышцы слабели быстрее. Когда его снижали, белковый баланс улучшался, а сила мышц частично восстанавливалась.

Исследователи считают, что открытие может быть полезно не только для борьбы с естественным старением. В будущем воздействие на DEAF1 может помочь людям, которые восстанавливаются после операций, тяжёлых болезней, онкологических заболеваний или не могут активно тренироваться. Учёные надеются, что понимание этого механизма позволит разработать новые способы защиты мышц и сохранения качества жизни в стареющем обществе.