Як працюють ваші м’язи в нормі та при хворобі

Порушення роботи м’язів може ставати причиною як невеликих неприємностей (крепатура після тренування), так і дуже серйозних захворювань (серцева недостатність, м’язова дистрофія).

Нова технологія, розроблена в Університеті McGill, дозволила вченим вийти на новий рівень розуміння, як працюють наші м’язи.

Як влаштовані м’язи

М’язова клітина складається з безлічі маленьких секцій – саркомерів. Саркомер має вигляд трубочки, до бічних стінок якої всередині прикріплені довгі нитки білка міозину, як щетина у зубної щітки. Паралельно до цих ниток розташовані нитки білка актину, які складаються з безлічі ланцюжків, що закінчуються головкою. Вони мають вигляд маленьких гусениць з лапками.

Такий вигляд мають м’язи під мікроскопом

Саркомери – це найменша одиниця у м’язі. При багатьох захворюваннях вони дуже часто залишаються неушкодженими. Коли м’язи активні, багато мільйонів саркомерів працюють разом.

Вчені припускають, що порушення роботи м’язів можуть бути спричинені, принаймні частково, неправильним зв’язком між саркомерами. Але як саме відбувається це роз’єднання, досі залишалося загадкою.

Дослідницькій групі на чолі з Ділсоном Рассі, фахівцем відділу кінезіології Університету McGill, вдалося вперше ізолювати один саркомер, спостерігати за ним в дії та детально вивчити, що відбувається при нормальній роботі м’яза та при різних захворюваннях.

Робота м’язів під мікроскопом

У кожному з 10 міліметрів м’язового волокна зустрічаються від 2000 до 2500 саркомерів. Щоб спостерігати за саркомерами в дії, дослідники спочатку ізолювали одну міофібрилу (основну стержнеутворювальну складову одиницю м’яза).

Потім вони впливали за допомогою різних концентрацій кальцію (який відповідає за активізацію м’язової активації та розслаблення), щоб саркомери скорочувалися, а потім вимірювали їхню силу.

Чим відрізняється хворий м’яз від здорового

Таким чином, вчені виявили, що у здорової міофібрили усі сусідні саркомери пристосовуються до активації одного саркомера.

Цей висновок є новим і провокаційним, демонструючи кооперативний механізм роботи саркомерів з міофібрилами, пов’язаний зі специфічними властивостями саркомерних молекул.

Цей динамічний зв’язок саркомерів має вирішальне значення для розуміння молекулярного механізму скорочення м’язового волокна.

Наступний крок – подивитися, що відбувається при серцевій недостатності та інших захворюваннях м’язової системи, коли саркомери не співпрацюють.