O echipă de cercetători a descoperit și explicat modul în care gestionarea inadecvată a calciului în celulele musculare duce la slăbiciune musculară pe termen lung la persoanele în vârstă. Celulele musculare scheletice folosesc ioni de calciu pentru a controla modul și momentul în care se contractă. Această activitate este reglată de CaMKII, o proteină chinază care reglează și adaptările musculare în răspuns la exercițiu fizic și care are multe alte funcții în diferite țesuturi.
În țesuturile tinere, acest sistem funcționează eficient, exercițiul fizic producând specii reactive de oxigen (ROS) care stimulează creșterea musculară. Totuși, odată cu îmbătrânirea, acest mecanism începe să dea greș din mai multe motive: ioni de calciu scapă din locurile unde ar trebui să fie, mitocondriile și calciul devin decuplate, și, după cum se știe de decenii, ROS și daunele oxidative nu mai sunt atenuate corespunzător. Autorii studiului au ipotetizat că semnalizarea CaMKII este implicată în această deregulare.
În primul lor experiment, cercetătorii au examinat mușchii unor șoareci de 3,7 luni și i-au comparat cu cei ai șoarecilor de 33 de luni, o vârstă excepțional de înaintată pentru un șoarece. Acești șoareci în vârstă aveau mușchi semnificativ mai mici decât grupul mai tânăr, prezentând mult mai mult CaMKII în țesutul muscular și mai multe dovezi ale activității CaMKII în stare de repaus. Totuși, cercetătorii au observat că biomarkerul folosit pentru detectarea activității, pT287-CaMKII, nu este întotdeauna consistent în diferitele țesuturi musculare și CaMKII poate fi modificat în multe alte moduri.
Pentru a determina efectele activității constante a CaMKII în mușchi, echipa a dezvoltat un virus adeno-asociat (AAV) care cauza activarea acestuia doar în acel țesut. Acest AAV a avut efecte locale, permițând cercetătorilor să îl injecteze doar în mușchiul tibialis anterior al fiecărui șoarece; mușchiul identic de pe cealaltă parte a fost injectat cu o proteină reporter fluorescentă simplă, fără efecte semnificative. Interesant, mecanismele de feedback au cauzat suprimarea naturală a CaMKII în mușchii care au primit această creștere artificială a CaMKII.
În mai puțin de două luni, această creștere constantă a CaMKII a cauzat micșorarea mușchilor țintă și a făcut ca aceștia să devină, raportat la greutate, mai slabi decât mușchii nemodificați din aceiași șoareci; stimularea directă la multiple frecvențe a arătat că mușchii țintă nu erau capabili să exercite aproape la fel de multă forță. Deși nu a afectat numărul total de mitocondrii, a avut efecte negative semnificative asupra organizării mitocondriale. Un experiment similar cu un alt cohort de șoareci a arătat că, după nouă luni, pierderea masei musculare a devenit și mai semnificativă.
Parte din această pierdere musculară a fost determinată de inflamație. Blocarea semnalului inflamator NF-κB în timp ce se activa CaMKII a atenuat unele dintre efecte; mușchii din acest grup nu au devenit mai slabi raportat la greutate, dar totuși au pierdut masă.
Expresia genică a fost, de asemenea, afectată semnificativ. Deși au existat unele diferențe, studiul a evidențiat impactul profund al deregulării calciului asupra sănătății musculare, subliniind importanța unei mai bune înțelegeri a acestui fenomen pentru dezvoltarea unor strategii eficiente de combatere a slăbiciunii musculare la vârstnici. Acesta este un domeniu promițător pentru cercetările viitoare, având potențialul de a îmbunătăți calitatea vieții persoanelor în vârstă.
Sursa: Lifespan.io
Leave a Reply