Миокины — это белки, которые образуются в организме в ответ на мышечное сокращение. Они регулируют деятельность костной и жировой тканей, головного мозга, молочных желез, а также органов пищеварения. Образование миокинов состоит из двух этапов: транскрипции, то есть переписывания информации с генов ДНК на информационную РНК, и трансляции — непосредственной сборки молекул миокина.
«Впервые было показано изменение соотношения внутриклеточных концентраций натрия и калия в клетках мускулатуры мыши при их электростимуляции, что подтверждает возможность использования данной in vitro модели для изучения процессов ионного транспорта в работающей мускулатуре», — рассказал Кирилл Данилов, один из авторов статьи, сотрудник биологического факультета МГУ.
Ионы калия и натрия играют важную роль в клетках мышц. Ионы (частицы, обладающие электрическим зарядом, в данном случае — заряженные положительно калий и натрий) формируют электрический потенциал мембран клеток. За счет ионного транспорта, то есть проникновения через мембрану внутрь клетки или выхода из нее натрия и калия, возникает разность потенциалов снаружи и внутри мембраны. Вследствие такого обмена ионами осуществляется проведение возбуждения в мышечных волокнах.
При проведении атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС), вестерн-блоттинга и электростимуляции ученые исследовали процесс образования миокина, его структуру и значение для организма человека. ААС — это способ определения химического состава образца. С помощью вестерн-блоттинга можно распознать особый тип белка в сложных веществах. При воздействии на мышцы электрическими импульсами вызывается интенсивный переход ионов калия и натрия через мембрану клетки.
«Полученные в данной работе данные позволяют оптимизировать дальнейшее использование модели и проведение экспериментов по транскрипции белка. Это поможет раскрыть механизм регуляции транскрипции на клеточном уровне в скелетной мускулатуре, в частности транскрипции миокинов, обладающих большим терапевтическим потенциалом», — пояснил ученый.
Физические нагрузки способствуют процессу активной транскрипции миокинов, которые ускоряют метаболические процессы, связанные с повышенной нагрузкой на мышечную ткань. Таким образом, объяснив процесс образования в организме этих белков, врачи смогут проводить коррекции различных расстройств, которые связаны со сложной адаптацией организма к физическим нагрузкам после тяжелых травм.
Исследование выполнено совместно с учеными из Сколковского института науки и технологий, а также Томского государственного университета.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ).
