Ученые приблизились к разгадке механизма выработки лечебных белков

13.04.2017

Ученые ТГУ и МГУ выявили механизмы, которые играют главную роль в продукции миокинов – белков, обладающих противовоспалительным действием. Полученные данные помогут активизировать выработку в организме веществ, снижающих уровень воспалительных процессов. Результаты пионерных исследований опубликованы в свежем выпуске одного из самых цитируемых междисциплинарных журналов – Scientific Reports издательства Nature Publishing Group.

– Традиционно считается, что главным регулятором обменных процессов в гладких мышцах являются ионы кальция, – говорит заведующий кафедрой спортивно-оздоровительного туризма, спортивной физиологии и медицины ФФК ТГУ Леонид Капилевич. – Было предположение, что это касается и скелетных мышц, в которых происходит выработка миокинов. Проведенные нами исследования эту версию не подтвердили. Мы решили проверить другую гипотезу – оценить роль калия и натрия в продукции нужного нам белка.

Для этого на базе ТГУ и МГУ в рамках проекта, поддержанного грантом РНФ, были проведены серии экспериментов. Томские ученые отслеживали процесс выработки миокинов в организме лабораторных мышей, которых подвергали физической нагрузке (бег, плавание), и у спортсменов-добровольцев, выполнявших разные виды упражнений (бег, подъем штанги и т.д.). В результате была установлена прямая взаимосвязь между характером мышечных сокращений и появлением тех или иных белков. Более того, удалось выяснить, что некоторые упражнения стимулируют выработку одних миокинов и угнетают продукцию других.

В МГУ эксперименты проводились на искусственно выращенных мышечных клетках. В лаборатории физико-химии мембран биологического факультета их подвергали электростимуляции, имитируя физические упражнения. При этом ученые контролировали изменение уровня ионов натрия и калия в клетках.

– Полученные результаты подтвердили гипотезу, выдвинутую руководителем нашего проекта, ученым МГУ Сергеем Орловым, – говорит Леонид Капилевич. – Оказалось, что содержание ионов натрия и калия варьируется в зависимости от режимов сокращения скелетных мышц. На следующем этапе мы планируем посмотреть, как изменится выработка миокинов, если заблокировать движение ионов калия и натрия через клеточную мембрану. Необходимо понимать, что происходит при повышении концентрации этих элементов в клетках и при снижении их уровня.

Эти исследования будут проводиться на клеточных культурах, но уже не в Москве, а в ТГУ. На средства гранта РНФ приобретено оборудование для выращивания клеток, сейчас производится его установка. Искусству культивации клеток молодые ученые ФФК ТГУ обучаются в лаборатории физико-химии мембран БФ МГУ под руководством Сергея Орлова. В сентябре исследователи приступят к реализации заключительного этапа проекта, в ходе которого ожидают получить новые данные о механизме выработки миокинов. В дальнейшем это позволит найти оптимальные способы их использования для лечения воспалений.

577A6900.jpg

Подробнее о результатах исследования – в статье Scientific Reports

Scientific Reports – научный журнал издательства Nature Publishing Group (Великобритания), охватывающий все области естественных наук. В крупнейшей реферативной базе данных базе Scopus, которая индексирует более 21 000 журналов, Scientific Reports занимает четвертое место в списке самых цитируемых междисциплинарных журналов после Nature, Science и Proceedings of the National Academy of Sciences.