Почему гравитация поддерживает работу ваших митохондрий
Астронавты возвращаются с длительных миссий с ослабленными мышцами и нарушенным обменом веществ, и учёные давно подозревали, что митохондрии — органеллы, генерирующие клеточную энергию — играют в этом роль. Новое исследование отправило человеческие клетки и нематод в Международную космическую станцию, чтобы выяснить, как это происходит.
Исследователи отслеживали, какие гены активно транслируются в белки в условиях микрогравитации, и обнаружили, что митохондрии замедляют собственный аппаратизм белкового синтеза в ответ на невесомость, хотя соответствующие гены не были подавлены. Наземные эксперименты, моделировавшие эти условия, воспроизвели эффект и помогли команде расшифровать лежащий в основе механизм.
Сигнальный каскад и его влияние на митохондрии
Этот сигнальный каскад начинается на поверхности клетки: при ослаблении силы тяжести клетки хуже прикрепляются к окружающей среде. Рецептор, называемый интегрином, чувствительный к механическим силам, передаёт более слабый сигнал через цепочку белков, который достигает митохондрий. Это притупляет путь синтеза жиров, в результате чего накапливается молекулярный побочный продукт — малонил‑КоА. Малонил‑КоА, в свою очередь, нарушает митохондриальный аппарат трансляции и снижает скорость синтеза белка.
Эксперименты на мышах
Чтобы проверить, имеет ли значение этот путь за пределами космического полёта, учёные обратились к мышиной модели неиспользования мышц. Скелетная мышца, постоянно испытывающая механическую нагрузку и состоящая в основном из белка, казалась естественным объектом для исследования. В течение двух недель после физической иммобилизации ноги мыши и освобождения её от какой‑либо механической нагрузки они обнаружили значительное снижение синтеза митохондриальных белков в этой мышце, а также заметное уменьшение её массы.
Очевидно, митохондрии постоянно отслеживают механическую силу — будь то гравитация, упражнения или осанка — и используют эту информацию для калибровки собственного производства энергии. Неудивительно, что неподвижность и космический полёт наносят вред мышцам.
