Ερευνητές του Στάνφορντ βρήκαν το «κλειδί» που μπορεί να αναστρέψει την απώλεια μυϊκής μάζας

Οι μύες μας κάνουν να κινούμαστε. Είναι αναπόσπαστο κομμάτι των αθλητικών μας επιδόσεων, αλλά και των καθημερινών μας δραστηριοτήτων. Αυτό γίνεται όλο και πιο σημαντικό όσο μεγαλώνουμε, αφού μετά τα 30 αρχίζουμε να χάνουμε το 3% έως 5% της μυϊκής μάζας μας ανά δεκαετία.

Μια τέτοια απώλεια μυών που σχετίζεται με την ηλικία, και η οποία ονομάζεται «σαρκοπενία», σε τεχνικό επίπεδο μπορεί να οδηγήσει σε αδυναμία, αλλά και ακινησία, επιδεινώνοντας την ποιότητα της ζωής μας. Για να διερευνήσουν τι ακριβώς συμβαίνει στο σώμα μας, ερευνητές του Blau Lab του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ προσπάθησαν να εξετάσουν συνδυαστικά τις διάφορες αιτίες που μειώνονται οι μύες με την ηλικία. Τα τελευταία ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν στο Science, δείχνουν ότι οι συνδέσεις νεύρων-μυών μπορεί να αποτελούν βασικό μέρος της εξίσωσης και ότι η αποκατάσταση αυτών των συνδέσεων βοηθά στην ανάκτηση και διατήρηση των μυών και της δύναμής μας.

Το «ένζυμο του γήρατος» και η απώλεια μυϊκής μάζας

Είτε σκόπιμα, όπως συμβαίνει με την άσκηση, είτε τυχαία, όπως συμβαίνει στην περίπτωση τραυματισμού, οι μύες μας υφίστανται, αναπόφευκτα, κάποιες βλάβες κατά τη διάρκεια της ζωής μας. Σε μικρές ποσότητες, ο μηχανισμός αυτός μπορεί ακόμη και να προάγει την ανάπτυξη των μυών. Αν η ζημιά, όμως, είναι πάρα πολύ μεγάλη και ο μυς καταπονείται, τότε ο χρόνος που χρειάζεται για να επανέλθει αυξάνεται σημαντικά.

Σε οποιοδήποτε από αυτά τα σενάρια, τα μυϊκά βλαστοκύτταρα διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στην αποκατάσταση του κατεστραμμένου ιστού και στην κατασκευή νέων ινών. Τα βλαστοκύτταρα «κάθονται» στον μυϊκό ιστό μας, όπου περιμένουν να τεθούν σε δράση. Όταν ο μυς πληγώνεται, στέλνει σήμα συναγερμού απελευθερώνοντας διάφορες πρωτεΐνες και ορμόνες. Μόλις τα σήματα φτάσουν στα μυϊκά βλαστοκύτταρα, αυτά κινητοποιούνται και ταξιδεύουν στο σημείο του τραυματισμού. Εκεί εξελίσσονται σε μυϊκά κύτταρα και διαιρούνται γρήγορα για να αντικαταστήσουν τα κατεστραμμένα κύτταρα ή για να επουλώσουν τον κατεστραμμένο ιστό.

Προηγούμενη έρευνα του Blau Lab αποκάλυψε τον σημαντικό ρόλο που παίζει ένα μόριο που ονομάζεται προσταγλανδίνη E2 (PGE2) σε αυτή την αλυσίδα γεγονότων. Είναι ένας από τους χημικούς αγγελιαφόρους που συντίθενται και απελευθερώνονται από τον καταπονημένο μυϊκό ιστό ως απόκριση σε τραυματισμό και συμμετέχει ιδιαίτερα στενά στη στρατολόγηση των βλαστοκυττάρων. Σε ποντίκια που δεν είχαν τον υποδοχέα που επιτρέπει τη σηματοδότηση της προσταγλανδίνης Ε2, η αναγέννηση των μυών ήταν αισθητά πιο αργή. Και ο τραυματισμένος μυς που υποβλήθηκε σε θεραπεία με μία μόνο δόση προσταγλανδίνης Ε2 παρουσίασε ταχύτερη αποκατάσταση και καλύτερη ανάκτηση της συνολικής δύναμης.

Σε μια μελέτη παρακολούθησης, το Blau Lab ανακάλυψε ότι, καθώς γερνάμε, οι μύες μας αρχίζουν να συσσωρεύουν ένα ένζυμο, το 15-PGDH, όπως ονομάζεται. Όπως αποδεικνύεται, το ένζυμο αυτό αποικοδομεί την προσταγλανδίνη Ε2, παρεμποδίζοντας τις συνήθεις ιδιότητες αναγέννησης των μυών. Πράγματι, η διέγερση του ενζύμου 15-PGDH σε νεαρά ποντίκια οδήγησε σε συρρίκνωση των μυϊκών ινών και απώλεια δύναμης. Οι ατροφικοί μύες έμοιαζαν με αυτούς που συνήθως παρατηρούνται σε μεγαλύτερα σε ηλικία ποντίκια. Αντίθετα, ο αποκλεισμός του 15-PGDH για ένα μήνα σε ηλικιωμένα ποντίκια τα βοήθησε να ανακτήσουν τη δύναμή τους και ανέστρεψε σε μεγάλο βαθμό την απώλεια μυών που σχετίζεται με την ηλικία.

Πριν από την έρευνά τους, το ένζυμο 15-PGDH δεν είχε εμπλακεί στη γήρανση. Οι ερευνητές το ονόμασαν «gerozyme», από τις ελληνικές λέξεις «γέρο-» (γήρας) και «ένζυμο».

Αποκατάσταση της συνδεσιμότητας νεύρου-μυών

Το ένζυμο 15-PGDH είναι αναπόσπαστο κομμάτι του εκφυλισμού του μυϊκού ιστού που παρατηρείται σε ηλικιωμένους. Όμως, εκτός του ότι περιέχουν αυξημένα επίπεδα 15-PGDH, οι παλαιότεροι μύες περιέχουν επίσης λιγότερες συνδέσεις νεύρων-μυών, γνωστές ως «νευρομυϊκές συνδέσεις». Οι διασταυρώσεις αυτές βοηθούν τον εγκέφαλο να λέει στους μύες μας τι να κάνουν και πότε να το κάνουν. Κάθε φορά που κάνετε ένα βήμα, για παράδειγμα, ο εγκέφαλός σας δίνει σήμα στους μύες σας να κάνουν συγκεκριμένες κινήσεις. Το ίδιο συμβαίνει όταν βουρτσίζετε τα δόντια σας ή πίνετε ένα ποτήρι νερό. Αλλά καθώς οι νευρομυϊκές συνδέσεις εξασθενούν, το ίδιο κάνουμε και εμείς – οι μύες στο σύνολό τους συρρικνώνονται και η δύναμη με την οποία μπορούν να συστέλλονται αρχίζει να εξασθενεί.

Οι ερευνητές ήταν περίεργοι να δουν αν αυτή η απώλεια συνδέσεων μεταξύ των μυών και των κινητικών νευρώνων σχετιζόταν με την αύξηση του ενζύμου 15-PGDH. Για να το ανακαλύψουν, προκάλεσαν τραυματισμό στο ισχιακό νεύρο ποντικών που μείωσε τον αριθμό των νευρομυϊκών συνδέσεων. Σε σύγκριση με άλλα, μη τραυματισμένα ποντίκια της ίδιας ηλικίας, αυτά με την ισχιακή βλάβη εμφάνισαν αυξημένα επίπεδα του συγκεκριμένου ενζύμου. Και η θεραπεία με αναστολέα του 15-PGDH βοήθησε στην ανάκτηση των χαμένων κινητικών νευρώνων και, κατ’ επέκταση, στην αποκατάσταση των χαμένων νευρομυϊκών συνδέσεων.

Παρόμοιο αναγεννητικό αποτέλεσμα παρατηρήθηκε και σε ηλικιωμένα ποντίκια στα οποία χορηγήθηκε αναστολέας του 15-PGDH.

Τι δείχνει η μελέτη

Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που δείχνει ότι οι κατεστραμμένοι κινητικοί νευρώνες μπορούν να αναγεννηθούν μέσω θεραπείας με φάρμακο. Αν και δεν έχουν γίνει ακόμη δοκιμές σε ανθρώπους του αναστολέα του ενζύμου 15-PGDH, η εταιρεία Epirium Bio έχει λάβει ήδη άδειες για διπλώματα ευρεσιτεχνίας που εστιάζουν στη βελτίωση της μυϊκής δύναμης μέσω της αναστολής του 15-PGDH. Έτσι κι αλλιώς, είναι βέβαιο ότι η έρευνα θα συνεχιστεί.