Имунните клетки като ключ при мускулна дисфункция при затлъстяване

Имунните клетки могат да играят решаваща роля в предотвратяването на мускулната дисфункция, свързана със затлъстяването, показва ново изследване, ръководено от проф. Казуюки Тобе от Университета в Тояма, Япония. Авторите представят доказателства за два отделни молекулярни механизма, които обясняват защо промяна в сигнализирането на макрофагите подобрява мускулната функция при животни на диета с високо съдържание на мазнини.

Защо проблемът е важен

Затлъстяването вреди не само чрез натрупване на мазнини и нарушен глюкозен метаболизъм, но и чрез прогресивна загуба на скелетна мускулна маса и функция — състояние, известно като саркопения. Това намалява силата, подвижността и независимостта на засегнатите хора. Повечето настоящи терапии за затлъстяване и диабет тип 2 акцентират върху сваляне на теглото и контрол на кръвната захар, но често пренебрегват директно защитата и възстановяването на мускулната тъкан.

Цел и подход на изследването

Екипът, публикувал резултатите в Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle, се фокусира върху ролята на макрофагите — вид имунни клетки, които освобождават сигнални молекули и координират регенерацията на тъканите. Изследователите генетично модифицират мишки така, че трансформиращият растежен фактор бета 1 (TGF-β1) да може да бъде премахнат само от конкретна субпопулация макрофаги. Това позволява изолирано изследване на ефекта от липсата на TGF-β1 в тези клетки.

След генетичната модификация гризачите са подложени на диета с високо съдържание на мазнини за период от 12 седмици, с цел индуциране на мускулна дисфункция, асоциирана със затлъстяване. След това са сравнявани няколко параметъра между групата с изключен TGF-β1 и контролни животни чрез функционални тестове и подробни молекулярни анализи на мускулна и мастна тъкан.

Основни резултати

Модифицираните мишки показват значително по-добри физически възможности в сравнение с контролите:
– Бягането до изтощение е приблизително два пъти по-дълго.
– Сила на захвата е по-голяма.
– Животните могат да висят по-дълго при тестове за мускулна издръжливост.

Освен функционалните подобрения, модифицираните животни запазват повече скелетна мускулна маса, имат по-големи мускулни влакна и повишена чиста мускулна маса — всички показатели, че липсата на TGF-β1 в тези макрофаги предпазва от атрофия, предизвикана от диета с високо съдържание на мазнини. Допълнително са регистрирани по-добра глюкозна толерантност и повишена инсулинова чувствителност.

Молекулярни находки и механизми

На молекулярно ниво изследването разкрива два отделни механизма, чрез които промяната в макрофагалното сигнализиране води до подобрение на мускулната функция. Премахването на TGF-β1 активира пътища, които подобряват митохондриалната функция и стимулират окислението на мастните киселини в мускулните клетки. Това води до по-ефективно използване на енергията и по-голяма издръжливост при физическо натоварване.

„Активирането на този път доведе до подобрена митохондриална функция и окисление на мастните киселини, което се изрази в подобрени физически резултати, наблюдавани при генетично модифицираните мишки в сравнение с контролните“, обяснява проф. Тобе.

Значение и следващи стъпки

Резултатите показват, че насочването към специфични имунни клетки и техните сигнални продукти може да бъде стратегия за запазване и възстановяване на мускулна маса при лица с наднормено тегло. Въпреки това авторите подчертават, че са необходими допълнителни изследвания, за да се оцени безопасността и ефективността на такъв подход при хора и да се разработят клинични приложения.

Откритията подчертават възможността за нови терапевтични характеристики, които да допълват сегашните лечения, насочени предимно към контрола на теглото и глюкозата, като целят конкретно запазване на мускулната функция при пациенти с метаболитни нарушения.