Работа мышц зависит от сахара

Учёные нашли ген, контролирующий потребление сахара клетками мышц; повышенная активность этого гена способствует более активному поглощению мышцами глюкозы, расщеплению образующейся из неё молочной кислоты и, как следствие, повышению работоспособности и выносливости мускулатуры.

Понятно, что работа мышц зависит от топлива, которым служит глюкоза. У тренированных мышц повышается способность «ловить» глюкозу из крови; они используют её с большей эффективностью, чем нетренированные. С другой стороны, если человек ведёт малоподвижный образ жизни, способность сжигать сахар у мышечных клеток падает. Учёные из Медицинского исследовательского института Сэнфорда - Бёрнхэма (США) выяснили, от каких генов зависят таланты мышц к утилизации глюкозу - а значит, и к наращиванию собственной массы.

Исследователи сконструировали мышей-атлетов, сделав это за счёт усиленной продукции в их мышечной ткани белка PPARβ/δ. Это ядерный белок из класса рецепторов, активирующих пролиферацию пероксисом; последние работают как транскрипционные факторы и контролируют процессы метаболизма. В ответ на сигнал из внешней среды они связываются с участком ДНК, включая или выключая находящиеся там гены. Предварительные исследования показали, что у животных с повышенным уровнем PPARβ/δ увеличивается физическая выносливость.

Исследователям из Института Сэнфорда - Бёрнхэма удалось показать, что избыток PPARβ/δ в мышечных клетках способствует захвату и запасанию глюкозы мышечными клетками, а также более полному её расщеплению в метаболических процессах. Физическая нагрузка приводит к образованию в мышечных клетках сложного белкового комплекса, в который входят PPARβ/δ, фермент, поддерживающий клеточный энергетический баланс, и ещё один фактор транскрипции, который контролирует специфичные мышечные гены. Все вместе они включают ген лактатдегидрогеназы - фермента, расщепляющего молочную кислоту, после чего та входит в дыхательный цикл митохондрий.

Именно молочная кислота служит причиной чувства усталости и болезненности в мышцах после большой физической нагрузки. У мышей с повышенным содержанием PPARβ/δ её уровень был значительно ниже, и они выполняли физические упражнения дольше и быстрее. Результаты работы исследователи готовятся опубликовать в Genes & Development.

Впрочем, авторы исследования не исключают, что PPARβ/δ может повышать работоспособность мышц не только за счёт стимуляции расщепления молочной кислоты, но и через другие метаболические пути. Что до практического использования полученных результатов, то, с одной стороны, сама собой в голову приходит мысль о трансгенных спортсменах, способных сжигать молочную кислоту без остатка. В то же время учёные давно ищут способ борьбы с диабетом и ожирением, и PPARβ/δ в связи с этим уже попадал в их поле зрения. Зная, как он работает, можно подумать о том, как заставить мышцы людей с нарушенным обменом веществ с помощью этот белка сжигать больше глюкозы.