Вчені з Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) визначили молекулярні механізми, які дозволяють нашим клітинам адаптуватися, бути захищеними від механічних навантажень і витримувати їх. Результати опубліковані в Nature Communications, повідомляє видання eurekalert.org.
Згідно з дослідженням вчених, наші клітини виробляють молекули, які діють як «повітряна подушка» у відповідь на механічне напруження. Без цієї захисної і адаптивної системи серце, орган, схильний до постійних механічних впливів, «не зміг би правильно виконувати свою функцію перекачування крові», пояснив провідний автор Мігель Анхель дель Позо (Miguel Ángel del Pozo). Його колега Асьер Ечаррі (Asier Echarri) додав, що результати «показують важливість виявлення молекулярних механізмів, які захищають клітини від механічного стресу».
Багато фізіологічних процесів, такі як ембріональний розвиток, загоєння ран, гомеостаз органів, накопичення ліпідів і м’язова активність, включають вплив різноманітних і потенційно руйнівних механічних сил. Всі живі організми і складові їх клітини схильні до різних фізичних сил, як механічним (сила тяжіння, удар, розтяг м’язів і т. д.), так і електромагнітним силам.
Клітини людини здатні сприймати, адаптуватися і реагувати на механічні сили. За словами Дель Позо,
Дослідження Nature Communications виявило відносно великі складчасті або зморшкуваті структури, що оточують клітини, здатні розгортатися або згладжуватися при розтягуванні клітини, що дає клітинам додаткове покриття, яке запобігає руйнуванню при надмірному розтягуванні.
Команда також визначила молекули, які беруть участь в цьому механізмі, дозволяючи клітинам сприймати механічну силу і ініціювати біохімічні зміни, необхідні для адаптації до механічного стресу.
© CNIC Клітина з “подушкою безпеки”
Дослідження було проведено у співпраці з вченим CNIC Хорхе Алегре-Чеболлада (Jorge Alegre-Cebollada) і дослідниками з Інституту Пастера в Парижі (Institut Pasteur in Paris), Квінслендського університету в Австралії (Queensland University in Australia) і Міжнародного фізичного центру Доностія в Сан- Себастьяні (Donostia International Physics Center in San Sebastián). Команда визначила молекули з протилежними функціями:
Обидві молекули, які працюють впорядковано, «координують зміни в клітинній оболонці, які захищають клітину і її скелет, надаючи їй структуру і міцність, необхідні для протидії механічним впливам», пояснив доктор Ечаррі.
Авторам також вдалося змінити кількість або активність цих молекул в клітинах людини; інгібування дії ABL посилило захист від механічного стресу, тоді як інгібування FBP17 зробило клітини більш чутливими.
Отримані результати важливі, тому що знання про те, як клітини захищені від механічного стресу, “дадуть нам краще розуміння молекулярної основи захворювань, таких як деякі форми м’язової дистрофії, кардіоміопатії й захворювання легенів або судин, що характеризуються чутливістю до фізичної активності. Отримані результати також проллють світло на механізми ушкодження органів з високим рівнем механічної активності, таких як серце, легені, м’язи і кровоносні судини ». Автори прийшли до висновку, що« ця робота відкриває шлях до майбутніх методів лікування пацієнтів з цими захворюваннями ».