Ученые выяснили, что вещество из семян тыквы ускоряет восстановление мышц после ишемии
Исследователи из Марийского государственного университета и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН установили, что тригонеллин защищает митохондрии мышечных клеток от повреждений при нарушении и восстановлении кровотока. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда.
При операциях на конечностях хирурги нередко перекрывают кровоток жгутом, чтобы остановить кровотечение и упростить работу. Ткани при этом испытывают кислородное голодание — ишемию, из-за которой в клетках накапливается избыток кальция и нарушается работа митохондрий. Но самый сильный удар мышцы получают в момент снятия жгута: резкий приток кислорода запускает образование свободных радикалов, разрушающих клеточные мембраны, и усиливает кальциевую перегрузку. Такое ишемически-реперфузионное повреждение заставляет скелетные мышцы терять силу и подолгу восстанавливаться после операций.
Ученые из Марийского государственного университета в Йошкар-Оле и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино проверили, способен ли защитить мышцы тригонеллин — природный алкалоид из кофейных зерен и тыквенных семян, который в небольших количествах образуется и в организме человека при обмене витамина B3. Ранее было известно, что это вещество оберегает нервные клетки при ишемии мозга и улучшает состояние мышц у стареющих животных, но его влияние на мышцы после восстановления кровотока в конечностях не изучалось.
В эксперименте участвовали 30 лабораторных мышей, разделенных на три группы. Первой группе никаких вмешательств не проводили. Второй на два часа наложили жгут на конечность. Третьей группе тоже накладывали жгут, но перед его снятием животным вводили тригонеллин. Через семь дней ученые оценили состояние митохондрий, силу и структуру мышц в прооперированных конечностях.
Тригонеллин заметно улучшил работу митохондрий: они вернули способность перерабатывать кальций и не накапливать его избыток. У мышей, получивших вещество, вдвое снизилась активность кальпаинов — ферментов, которые при избытке кальция разрушают мышечные волокна. В результате мышцы восстанавливались быстрее, а животные раньше возвращались к обычной двигательной активности.
«Наша работа показывает, что доступное природное вещество тригонеллин может в будущем лечь в основу простого и недорогого средства, способного помочь пациентам быстрее восстанавливаться после травм конечностей и хирургических операций, во время которых частично останавливают нормальный кровоток. В дальнейшем мы планируем детально оценить молекулярные механизмы действия тригонеллина и проверить, нет ли у него побочных эффектов», — рассказала руководитель проекта Анастасия Степанова, кандидат биологических наук, доцент кафедры биохимии, клеточной биологии и микробиологии Марийского государственного университета.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Biomolecules and Biomedicine.
