Как белки набирают массу во время спячки?
Ключ к этому кроется в микробах их кишечника, показало новое исследование.
Нам всем нужен отдых, но слишком долгое лежание без дела может быть губительно для нашего организма. Мы, люди, можем потерять до 14% мышечной массы, пролежав в постели всего 10 дней. Однако спящие животные - это совсем другая история. Земляные белки не истощаются в зимний период - они умудряются наращивать мышцы по окончании зимней спячки, даже не получая пищи.
Новое исследование показывает, как это происходит. Бактерии в кишечнике белок помогают животным перерабатывать отходы, чтобы обеспечить строительные компоненты для мышц - впервые было показано, что кишечные микробы играют такую роль в спячке. Это "действительно замечательное" исследование, которое "ясно показывает роль микроорганизмов", - говорит Келли Дрю, эксперт по метаболизму у впадающих в спячку животных из Университета Аляски, который не принимал участия в работе. Возможность использования микробиома для лечения мышечного истощения у людей кажется вполне достижимой, говорит Дрю.
Чтобы выяснить, как белки сохраняют свои мышцы в спячке, исследователи из Висконсинского университета изучили роль мочевины в метаболизме. Для построения новых мышц организму необходим азот, который обычно поступает с пищей. Предыдущие исследования показали, что белки, впадающие в спячку, получают азот путем переработки мочевины. Однако как именно они это делают, оставалось неясным. Поэтому исследователи ввели белкам мочевину, содержащую форму азота, которую можно отследить по всему организму. Часть меченого азота попала в печень, кишечник и мышцы белок.
Но когда исследователи использовали антибиотики, чтобы ослабить микробиом кишечника белок, животные не смогли преобразовать почти столько же мочевины в полезные строительные компоненты. Из мочевины в кишечник, печень и мышцы этих белок попадало меньше меченого азота, чем у белок со здоровым микробиомом. Земляные белки зависят от микроорганизмов кишечника, перерабатывающих мочевину, чтобы получить азот, необходимый им для построения мышц во время спячки, заключает группа исследователей, в статье, опубликованной в журнале Science.
Когда белка впадает в спячку, ее кишечные микробы также теряют доступ к обычной пище. Микроорганизмы белок, впадающих в спячку, реагируют на это, повышая свою способность перерабатывать мочевину, становясь все более эффективными в переработке по мере продолжения спячки. Белки помогают микроорганизмам, доставляя больше мочевины в кишечник. Микробиом сохраняет много переработанного азота для себя, но также выделяет некоторое количество для поглощения и использования белками.
Микробы, живущие в кишечнике человека, вероятно, также могут перерабатывать мочевину, говорит Дрю. Несмотря на то, что мы не впадаем в спячку, многие люди сталкиваются с ухудшением состояния мышц из-за старения, болезней или недоедания. Лучше понимая, как микробы перерабатывают мочевину у белок, исследователи могут когда-нибудь разработать методы лечения, чтобы повысить способность человеческого микробиома предотвращать истощение мышц. Но для этого потребуются дальнейшие исследования, чтобы определить и изучить микроорганизмы, утилизирующие мочевину, говорит Дрю. "Это будет следующим шагом для того, чтобы действительно использовать это в биомедицинских целях".
