Двойная мышечная масса у людей
Так как имя самого мальчика не разглашается, на фото ребенок с вероятно такой же мутацией.
В 2000 году в столице Германии Берлине на свет появился необычный ребенок. Он был довольно крупным новорожденным и сразу после своего появления на свет у него начались редкие конвульсии. Это насторожило врачей, и ребенок был отправлен в неонатальное отделение. Там его обследовали врачи, но значительных отклонений в здоровье не обнаружили, кроме одной довольно примечательной особенности. У мальчика были невероятно развитые мышцы. Бицепсы буквально выступали, вены были слегка «вздутыми», как будто во время беременности он находился не в утробе, а в спортзале. Жировая масса была минимальной. В остальном ребенок был здоров.
После нескольких месяцев исследований врачи перестали беспокоиться за здоровье малыша, кроме его необычно внешнего вида, других признаков каких-либо патологий они не обнаружили.
Фото того самого мальчика, в год и при рождении
Однако этим случаем заинтересовался невролог Маркус Шуэлк, который и решил изучить мальчика. В 2003 году он выпустил научную работу, где рассказал, что именно послужило причиной столь необычной внешности ребенка. Оказалось, что мальчик обладатель редчайшей мутации (которую до этого момента у человека не обнаруживали). В гене MSTN, кодируется белок миостатин, который является фактором, сдерживающим рост мышечной ткани. У немецкого ребенка генетическая мутациявызывала отсутствие этого белка и как следствие рост его мышц ничто не контролировало.
Ученые взялись исследовать его мать, которая кстати оказалась очень успешной спортсменкой. Она оказалась обладательницей только 1 копии мутированного гена. У нее также было большое количество мышечной ткани. Миостатин в её организме вырабатывался, но в меньшей степени, чем у среднестатистического человека. Имя отца ребенка женщина не назвала, но сказала, что он тоже спортсмен.
Корова породы “Бельгийская голубая”
Таким образом герой нашего рассказа (чьи имя скрывается исследователями) на данный момент является единственным известным человеком с данной мутацией в обеих копиях гена.
Миостатин, у кого еще есть мутиция?
Помимо человека существует ряд животных, у которых был обнаружен этот дефект (хотя дефект ли это?). Есть целая порода коров под названием «бельгийская голубая». Это поражающие воображение животные с невероятными «надутыми» мышцами. Буренки выглядят так, как будто всю жизнь провели качая железо. Скаковые лошади, имеющие хотя бы один мутированный ген, показывают фантастические результаты на скачках, тоже касается и гончих пород собак. Ученые проводили эксперименты с миостатином и на мышах. Они подправляли гены, кодирующие миостатин и получали впечатляющие результаты.
Собака с мутацией в гене миостатина
Возникает резонный вопрос, зачем вообще нужен миостатин?
Как полагают ученые, миостатин нужен нашему организму для того, чтобы рост мышц был контролируемым не спроста. Дело в том, что образование мышц для организма дело энергозатратное. Мышцы большом количестве, нам просто без надобности. Это лишняя масса, требующая калорий и других ресурсов.
Исследование миостатина очень перспективно для разработки лекарств для людей страдающих мышечной дистрофией. Множество заболеваний, как врожденных, так и приобретенных приводят к мышечному истощению. Это негативно сказывается на всем организме в целом. Разработка препаратов, подавляющих этот белок может помочь в быстром и эффективном лечении так сложных заболеваний как мышечная дистрофия Дюшенна.
Эксперименты с миостатином на мышах
Да и спортсмены, желающие без усилий в короткий срок «нарастить» массу, тоже не отказались бы от подобного рода препаратов. Остается вопрос, будут ли когда-нибудь применять санкции к спортсменам с генетическими мутациями? Ведь данная мутация может оказаться не только у героини нашего рассказа и её сына.
Ваши ???? лучшая благодарность автору канала! ????
Мы не умеем становиться невидимками или летать без вспомогательных средств, но всё же люди не так просты, как кажется. Некоторым из нас дарованы удивительные свойства, которые вполне можно назвать сверхспособностями, хоть и не столь очевидными, как у мутантов из «Людей Икс».
Как и положено, любая подобная способность может быть как даром, так и проклятием. О некоторых из них можно не догадываться в течение многих лет, да и проявляются они по-разному. Представляем десяток самых шокирующих способностей у людей. Кто знает, может, у вас есть одна из них?
Супервкус
Супервкус — одна из самых распространённых способностей, которой в той или иной степени владеет около четверти всех людей.
Благодаря ему вкус пищи становится ярче в несколько раз, делая сладкие вещи слаще, горькие — горше и т. п. В основном супервкус проявляется у женщин и жителей Азии, Африки и Южной Америки.
Эксперты подсчитали, что около 25% людей обладают особенно чувствительными вкусовыми рецепторами, но не всегда знают об этом.
Впервые ученые начали изучать людей с, так называемым, супервкусом, когда увидели, что они немного по-другому чувствуют обычные продукты. Люди, наделенные супервкусом, не любят некоторые продукты, в частности, капусту брюссельскую и обыкновенную, грейпфрутовый сок и кофе.
Золотая кровь
Золотая кровь — это кровь самой редкой и необычной группы, у которой резус-фактор «нулевой», то есть, согласно системе Rh, она не содержит никаких антигенов.
За последние полвека было найдено лишь сорок человек с этим типом крови, на данный момент в живых существует лишь девять. Поэтому используется она только в экстремальных ситуациях.
Резус-ноль подходит абсолютно всем, так как в нём отсутствуют любые антигены в системе Rh, но самих его носителей может спасти только такой же «брат по золотой крови».
Суперзрение
Тетрахроматия — редкая комбинация генов, позволяющая лишь 2−3% женщин во всём мире видеть до 100 млн. цветов, когда обычные люди видят лишь 1 млн.
Приматы, включая людей — трихроматы, рождающиеся с тремя типами колбочек в глазу (типы отвечают за красный, зеленый и синий, RGB). Тетрахроматы рождены с четырьмя типами колбочек, что и обеспечивает им столь удивительное зрение.
Художник Кончетта Антико – тетрахромат, обладательница «радужного зрения'». Она видит в 100 раз больше цветов, чем обычный человек.
Когда большинство из нас любуется лютиком, то видит просто желтый цветок. Но художница Кончетта наблюдает целый ряд дополнительных оттенков по всему краю цветка, и в этом ей помогает тетрахроматизм.
Чтобы способности Антико не пропадали зря, она рисует яркие, импрессионистские картины животных и пейзажи. Она также пытается научить других людей смотреть на окружающие их цвета по-новому.
Гиперэластичная кожа
Синдром Элерса — Данлоса — генетическое заболевание соединительных тканей, поражающее суставы и кожу.
Кожу больного можно растянуть на несколько сантиметров, но она возвращается в нормальное положение, если ее отпустить.
Характерна патологическая подвижность в суставах. Часто вдоль костных образований, особенно локтей, коленей и голеней, формируются широкие рубцы. Под кожей могут развиваться небольшие твердые круглые узлы, которые заметны на рентгенограмме.
Несмотря на возможность различных осложнений, пациенты с синдромом Элерса-Данлоса имеют нормальную продолжительность жизни, однако развитие осложнения (например, разрыв кровеносного сосуда) может вести к летальному исходу.
Эхолокация
Результаты исследования, проведенного группой испанских ученых из Университета Алькала-де-Энареса, позволяют утверждать о наличии у человека способности к эхолокации, которая представляет собой способ обнаружения предметов по эху отражающихся от них звуков.
Как известно, данный способ восприятия окружающей действительности активно используется такими животными как дельфины и летучие мыши, но теперь, с помощью разработанной авторами обучающей программы, этот навык может развить в себе любой человек.
По мнению исследователей, в наибольшей степени их открытие будет интересно слепым людям, которые таким образом смогут приобрести способность ориентироваться в пространстве.
В ходе исследования, о котором здесь идет речь, испанские ученые изучали физические особенности различных видов звука, пытаясь выделить те из них, которые подходят для использования в эхолокации.
В результате выяснилось, что наиболее близким к идеалу оказался щелчок, производимый резким движением языка назад (не вниз) после прижатия его к твердому небу непосредственно за зубами. Именно с помощью таких звуков человек, будучи обучен должным образом, сможет определить расстояние до окружающих его объектов.
При этом стоит отметить, что описанные щелчки наиболее близки к тем специфическим звукам, которые издают дельфины. Правда, любое из этих животных без труда производит до 200 щелчков в секунду, тогда как человек, в силу своих возможностей, в состоянии щелкнуть за то же время не более трех-четырех раз.
Вечная молодость
Вечная молодость — звучит гораздо лучше, чем является на самом деле. Таинственная болезнь, которую окрестили «Синдром X» предотвращает у человека любые признаки взросления.
Известный пример — Брук Меган Гринберг, дожившая до 20 лет и при этом телесно и умственно оставшаяся на уровне двухлетнего ребёнка.
Брук умерла в октябре 2013 года. Девочка страдала неизвестным науке редким заболеванием, проявляющимся замедлением развития органов и систем. Причины смерти девочки пока не выявлены.
При рождении она весила всего 1,8 килограмма, а через год ее вес составлял лишь 3,4 килограмма. В 14-летнем возрасте вес Брук составил 7,2 килограмма, а рост стабилизировался на уровне 76 сантиметров. Девушка неоднократно оказывалась на грани жизни и смерти, так в 4-летнем возрасте она впала 14-дневный сон.
Врачи констатировали у нее опухоль головного мозга и заявили, что она не проживет и 48 часов, однако девочка пришла в себя через две недели, а на повторном обследовании выяснилось, что опухоль рассосалась.
Брук осматривали в самых престижных клиниках США, но официального диагноза ей поставить не смогли.
Нечувствительность к боли
Нечувствительность к боли это реальное заболевание, не позволяющее организму ощущать боль, жар или холод. Способность вполне героическая, но благодаря ей человек может легко навредить себе, не осознавая этого и вынужден жить очень осторожно.
Печальная история братьев Пит – отличное подтверждение вышесказанному. Маленькие американцы родились с врождённой нечувствительности к боли.
Родители заметили неладное, когда один из малышей серьёзно повредил себе ротовую полость: у ребёнка прорезались зубы, и он буквально сжевал ими свой язык.
Кстати говоря, отсутствие губ или части языка – это весьма частая проблема людей с аналогичной болезнью. В клинике педиатры прижгли младенцу кожу на ноге до образования пузыря, укололи его несколькими крупными медицинскими иглами в области позвоночника, но карапуз даже не заплакал. Диагноз стал очевиден.
Жизнь двух маленьких мальчиков, не чувствующих боли, осложнялась тем, что они родились в семье фермера. В условиях сельской местности мальчишки без конца причиняли себе травмы, иногда весьма серьёзные (например, открытые переломы). Ребята пропускали школу и постоянно лежали в больнице.
Повзрослев, братья стали вести себя осторожнее. Одному из них, 31-летнему Стиву, весьма повезло с женитьбой, ведь его супруга тщательно следит за состоянием мужа. «В последний раз, когда я сломал пальцы на ноге, моя жена поняла это раньше, чем я», — рассказывает он. Кроме того, мужчина регулярно проходит медицинские осмотры, чтобы удостовериться, что с организмом всё в порядке. У него начинается артрит, движения затрудняются и есть риск потерять левую ногу. Между тем, Стив не теряет оптимизма.
К сожалению, история его брата гораздо печальнее. Узнав о том, что через несколько лет окажется прикованным к инвалидному креслу, мужчина, прежде очень любивший спорт, охоту и рыбалку, покончил с собой.
Неразрушимые кости
Даже обычные герои боевиков часто проявляют странную сверхспособность — как правило, в кульминационной сцене протагониста сбрасывают с какой-нибудь высокой точки, бьют по спине арматурой или со всей мочи швыряют об стену.
Нормальный человек в такой ситуации как минимум получил бы несколько тяжелых переломов — но герои каждый раз поднимаются как ни в чем не бывало.
Оказывается, подобную несокрушимость можно получить в наследство — вместе с определенной вариацией гена LRP5, отвечающей за прочность костей. Мутации, ослабляющие функцию LRP5, вызывают остеопороз — но существует и противоположный вариант.
Его открыли случайно, после того как целая семья со Среднего Запада попала в серьезную автокатастрофу. Потерпевшие ушли с места происшествия, не получив ни одного перелома, что вызвало большой интерес у ученых. Возможно, исследования этой мутации помогут найти средство для лечения остеопороза.
«Возможно, мутации этого гена заставляют остеоциты считать, что они производят недостаточное количество зрелой костной ткани», — пишет ведущий автор исследования Warman, профессор генетики из Гарвардской медицинской школы.
Суперсила
В 1997 г. учеными был открыт ген, кодирующий миостатин — белок, подавляющий избыточный рост мышечной ткани. Выключив этот ген, ученые вывели «супермышей» — грызунов с внушительной мышечной массой.
Случайная мутация в гене миостатина топчет бельгийские поля с 1807 года, отвечая за постоянное образование мышечной массы у бельгийских голубых коров и быков. Результат мутации — ходячий «двойной набор» мышц массой до 1,5 тонн (80% — сухие мышцы, практически без жира). Характер — спокойный, удои отличные. Появляются на свет кесаревым сечением — могут застрять в родовых путях.
У людей миостатин–зависимая мышечная гипертрофия встречается крайне редко: В 2004 г. в Берлине родился мальчик с мутацией в гене миостатина. В 5 лет удерживал на вытянутых руках гантели по 2,25 кг и выглядел гораздо мускулистей ровесников.
В 2005 г. в Мичигане на восьмом месяце родился мальчик Лиам Хоекстра. Мать отказалась от недоношенного малыша с пороком сердца. Лиама усыновила медсестра и вскоре сердечный порок зарос.
Малыш оказался сильным — в 1,5 года начал двигать мебель по дому и постоянно хотел есть. На третий год у мускулистого крепыша обнаружили резистентность рецепторов к миостатину (клетки Лиама не признавали блокатор мышечного роста, что встречается еще реже).
Абсолютный иммунитет
Абсолютный иммунитет — одна из самых полезных спецспособностей, дающая защиту от большинства смертельных недугов, включая рак и сердечные заболевания. Недостатков у данной мутации нет.
К сожалению, на сегодняшний день абсолютный иммунитет существует лишь в теории, а на практике любому человеку требуется тот или иной вид иммунокоррекции.
Введение
В данной статье речь пойдет о миостатине, относительно недавно обнаруженном биологически активном веществе, которое оказывает существенное влияние на мышечный рост. Тема, касающаяся миостатина, очень актуальна в настоящее, и Рунeт буквально пестрит статьями о миостатине, но, к сожалению, они носят чаще всего фантастический характер. Постараюсь освятить ситуацию с миостатином через призму современных научных статей и исследовательских работ, а не популярных журналов и газет.
Мышечная дифференцировка
Вместе с многоядерными волокнами, в скелетных мышцах присутствует небольшое число одноядерных клеток, в числе которых имеются клетки, дифференцированные по мышечному типу. Эти клетки обычно называют сателлитными. Сателлитные клетки расцениваются как стволовые клетки, поскольку основное время своей жизни они находятся в покоящемся состоянии, но активируются и вступают в клеточный цикл после повреждения мышечной ткани. Установлено, что делящиеся потомки сателлитарных клеток способны участвовать в формировании новых мышечных волокон и образовывать клеточные культуры при выращивании их in vitro. Такие одноядерные мышечные клетки чаще всего обозначают термином миобласты.
Недавно полученные результаты свидетельствуют о том, что в мышцах взрослых особей существует, как минимум, две популяции стволовых клеток, одна из которых представлена типичными клетками сателлитами, а другую составляют так называемые мультипотентные стволовые клетки. И те и другие обуславливают мышечную гиперплазию.
Установлено, что и само возникновение поперечно полосатых мышц на ранних стадиях онтогенеза, и их дальнейшее развитие являются следствием многих молекулярных процессов, протекающих не только в самих мышечных клетках, но и в других тканях и органах организма. Эти процессы обеспечиваются рядом особых гормонов и ростовых факторов.
Большое число ученых, спортсменов и бодибилдеров любителей и просто людей, желающих иметь более совершенную фигуру, крайне заинтересованы в использовании подобных ростовых факторов. С их помощью можно добиться практически любых размерных, силовых и скоростных показателей за короткие сроки.
Надо заметить, что в течение последних десятилетий поиски средств восстановления и увеличения мышечной массы велись не только с применением низкомолекулярных анаболических и антикатаболических препаратов, а также биологически активных пищевых добавок, но и на уровне поиска генов ответственных за гомеостаз мышечной ткани.
Открытие миостатина
Открытие миостатина стало логическим следствием бурного развития молекулярно-генетических методов и фактически совпало с началом формирования нового фронта исследований – функциональной геномики. Во второй половине 90 х был начат поиск в геноме мыши новых генов, которые способны кодировать белки, относящиеся к одному из наиболее важных семейств ростовых факторов, так называемых transforming growth factor ß family (TGFß).
Для этой цели были использованы полимеразная цепная реакция с праймерами, которыми стали олигонуклеотиды, комплементарные определенным консервативным участкам в последовательностях известных ростовых факторов данного семейства, а также ряд других молекулярно генетических методов. Далее продукты амплификации (длиной около 280 нуклеотидов) были использованы как зонды для скрининга кДНК библиотеки мышечной ткани мыши.
Переломным моментом в этих поисках стал 1997 год, когда под руководством Se-Jin Lee в Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore удалось выявить ДНК клон, содержащий открытую рамку считывания для последовательности в 376 аминокислот.
Анализ обнаруженной последовательности показал, что она обладает рядом особенностей, характерных для семейства TGFß. Таким образом, авторы вполне обоснованно стали рассматривать обнаруженную ими кДНК последовательность, как продукт гена, кодирующего новый белок из TGFß семейства, и назвали предсказанный продукт фактором TGF 8 (Growth and Differentiation Factor 8 или, в переводе, — фактор роста и дифференцировки N8), а позднее миостатин.
Функциональная роль миостатина
Однако наибольший интерес и внимание вызвали результаты экспериментов, направленных на выяснение функциональной роли TGF 8. Сначала конструирование мышей мутантов по гену миостатина показало, что такие животные по сравнению с обычными достигают существенно большего веса тела (135%).
При этом увеличение веса обеспечивалось практически за счет мышечной массы, и вес некоторых мышц у гомозигот более чем в 2 раза превышал вес аналогичных мышц у контрольных животных. Поперечное сечение миофибрилл у мышей нуль мутантов оказалось значительно большим, чем у мышей дикого типа (С57Bl), что указывало на развитие мышечной гипертрофии. В итоге авторы пришли к заключению о том, что миостатин (TGF 8) каким-то образом подавляет рост скелетных мышц, и именно поэтому предложили назвать этот фактор миостатином.
Еще одним объектом для обнаружения генов миостатина были породы мясного скота с фенотипом так называемой «удвоенной мышечной массы». Особи с таким фенотипом («Double muscling») были описаны еще в XIX веке и к настоящему времени хорошо охарактеризованы как специальные породы, например, Belgian Blue или «Бельгийская голубая», Piedmontese и Asturiana de los Valles. Мышечная масса этих животных уже при рождении несколько выше, чем у телят других пород, а вес жировой ткани и костей в процентном отношении снижен. Для взрослых особей с «Double muscling» фенотипом наблюдается ярко выраженное усиление развития скелетной мускулатуры (в среднем на 20% больше, чем у животных других пород), которое обеспечивается в основном за счет гиперплазии – повышенного количества мышечных волокон.
При анализе гена миостатина у Belgian Blue была обнаружена делеция в экзоне 3, охватывающая 11 нуклеотидов (позиции 937–947) и вызывающая сдвиг рамки считывания в функционально важной области, кодирующей зрелый миостатин. Грубо говоря, была выявлена мутация гена миостатина. Более того, у этих коров делеция оказалась в гомозиготном состоянии, то есть они являлись фактически нуль мутациями по гену миостатина, не способными к синтезу миостатина.
Имеются косвенные указания на то, что посттрансляционный процессинг промиостатина обеспечивает металлопротеиназа, действие которой блокируют специфические ингибиторы.
Установлено также, что «зрелый» миостатин секретируется в межклеточную среду и затем оказывается в плазме крови, где тестируется как myostatin immunoreactive protein. По имеющимся данным, основная часть циркулирующего в крови миостатина входит в состав особого белкового олигомерного комплекса, где кроме зрелого миостатина, присутствуют пропептид из 243 аминокислотных остатков (продукт процессинга промиостатина), фоллистатин и фоллистатин родственные белки, о которых речь пойдет позднее.
Как отмечалось ранее, особый интерес к миостатину возник в связи с тем, что уже в самых первых публикациях, посвященных этому фактору, был сделан вывод о том, что миостатин каким-то способом подавляет развитие скелетной мускулатуры, поскольку в его отсутствие наблюдается увеличение мышечной массы за счет гипертрофии и гиперплазии мышечных волокон. В последующем ученые отметили, что при определенных условиях блокирование действия миостатина приводит только к гипертрофии, но не вызывает гиперплазию мышц, тогда как другие авторы сообщили о миссенс мутации в гене миостатина, сопровождающейся гиперплазией мышц мыши при отсутствии признаков гипертрофии. По всей вероятности, эти материалы не столько противоречат друг другу, сколько указывают на сложность и многообразие механизмов, обеспечивающих влияние миостатина на скелетную мускулатуру.
Важно отметить, что по имеющимся данным при блокировании действия миостатина наблюдается не только увеличение мышечной массы, но и повышение силовых характеристик скелетных мышц. С другой стороны, при изучении биологических эффектов миостатина была выявлена корреляция между его высокой продукцией и дистрофическими изменениями скелетной мускулатуры (вплоть до кахексии). Эти результаты вполне соответствовали данным, полученным в опытах на моделях, в частности, на клеточных культурах, где удалось продемонстрировать ингибирование пролиферативной активности миобластов после внесения миостатина в культуральную среду.
Более того, было установлено (и для человека, и для многих высших млекопитающих), что миостатин тормозит синтез сократительных и других мышечных белков, в результате чего замедляется формирование скелетных мышц или возникает истощение (кахексия). Вследствие этого появилась гипотеза о том, что по принципу обратной связи миостатин, продуцируемый мышцами, играет роль специфичного физиологического регулятора их роста. Иными словами, миостатин был охарактеризован как один из важных факторов в поддержании равновесия сложных биохимических процессов, которые обеспечивают белковый обмен и связанные с ним процессы формообразования скелетных мышц (гипертрофия и гиперплазия в онтогенезе).
Эволюционная и физиологическая роль миостатина
Возможно, у вас возникнет вопрос, а зачем вообще нужны эндогенные подавители мышечного роста, если как раз его многим и недостает? Резонный вопрос, и он уже даже ближе не к физиологии, а к философии, потому что напрямую касается основного закона диалектики «о борьбе и единстве противоположностей».
Дело в том, что физиология человека практически полностью подчиняется этому закону, все системы имеют две противоположности, они обеспечивают как высокую реактивность, так и постоянство внутренней среды организма. Особенно это актуально для гуморальной системы, где любой эффект обеспечивается двумя группами гормонов: первая группа обладает положительным действием, а вторая отрицательным. Казалось бы, что может быть достаточно одной группы, допустим, положительных. В случае с мышечной тканью в эту группу будут входить гормон роста, анаболические стероиды, инсулин и прочие гормональные субстанции с анаболическим эффектом. Однако практика показывает, что для того, чтобы система была максимально стабильной и в тоже время реактивной в адекватных пределах нужен диалектический противовес, и его роль исполняет миостатин, кортизол, минералокортикоиды (в какой-то степени) и другие, еще не открытые по мнению ученых гормоны, подобные миостатину.
Гормоны с отрицательным эффектом нужны для того, чтобы сдерживать потенциал, который может внезапно потребоваться в момент перемены условий внешней среды. В противном случае, анаболические гормоны будут приводить к постоянному росту мускулатуры, как бы мало их не было, а это с позиций эволюции и физиологии не всегда полезно для выживания.
Механизм действия миостатина
Вернемся к механизму действия миостатина. С учетом особенностей структуры миостатина и его гена, которые предопределили включение данного фактора в семейство TGFß, появились предположения о том, что некоторые рецепторы, обеспечивающие работу других TGF факторов, могут передавать внутрь клетки и миостатиновый сигнал.
Позднее было показано, что функционирование многих членов семейства TGFß включает связывание с трансмембранными рецепторами, которые обладают серин/треонин протеинкиназной активностью и вызывают фосфорилирование так называемых Smad белков.
Для проверки предположения о существовании подобного механизма для миостатина и с целью выявления рецепторов, способных узнавать данный фактор и обеспечивать передачу его сигнала внутрь клетки, была проведена большая работа с использованием самых различных подходов – от создания трансгенных животных с нарушениями в функционировании определенных молекул мишеней, до прямого анализа связывания миостатина с предполагаемым рецептором в условиях конкуренции с другими факторами – антагонистами миостатина.
Первым этапом в этих поисках стали эксперименты с культивируемыми клетками, которые трансфецировали векторами, несущими полноразмерные последовательности, кодирующие различные рецепторы для факторов семейства TGFß, а точнее: TFGßRII, BMPßRII (для факторов BMP – Bone Morphogenetic Proteins), ActRIIA и ActRIIB. Оказалось, что только клетки, экспрессирующие ActRIIB, способны эффективно и специфически связывать рекомбинантный меченый миостатин. При этом заметно меньшее сродство данного лиганда наблюдалось к рецептору ActRIIA, а с остальными рецепторами связывания не регистрировалось. Соответственно, дальнейшие исследования сконцентрировались наизучении ActRIIB и ActRIIA
ActRIIB и ActRIIA ранее были охарактеризованы как рецепторы, работающие с особой группой факторов, относящихся к суперсемейству TGFß, – активинами и ингибинами, близкими по структуре белками, участвующими в различных видах клеточной дифференцировки.
Активины были открыты в конце 80 х годов по их способности активировать секрецию фолликулостимулирующего гормона, что и стало основанием для нескольких вариантов их названия.
Выполненные в последние годы многочисленные исследования структурных и функциональных свойств активинов убедительно показали, что эти регуляторные факторы участвуют в обеспечении различных молекулярных процессов у позвоночных, хотя ряд вопросов еще далеко не ясен.
Наряду с активинами, интенсивно изучаются очень близкие к ним по структуре факторы ингибины (димеры с молекулярной массой около 32 кДа), которые способны подавлять секрецию фолликулостимулирующего гормона.
Фоллистатины и родственные им белки
В целом ряде работ было показано, что взаимодействие активина с рецепторами ActRIIB и ActRIIA может ингибироваться одноцепочечным белком, получившим название фоллистатин, который вначале был описан как фактор, способный блокировать действие фолликулостимулирующего гормона.
В дальнейшем было обнаружено еще несколько белковых факторов, родственных фоллистатину по строению и функциям, которые взаимодействуют с активинами. Таким образом, в настоящее время имеются достаточно веские основания рассматривать активины, ингибины, фоллистатины, родственные им белки и соответствующие рецепторы как одну из важнейших регуляторных систем в организме позвоночных, которая контролирует не только репродуктивную функцию (через фолликулостимулирующий гормон), но и многие другие процессы, в частности фоллистатин вызывает мышечный рост.
По этому поводу были проведены отдельные исследования, в ходе трансгенные животные, которым ввели генетическую конструкцию, продуцирующую фоллистатин, продемонстрировали впечатляющие развитие мышечной системы. У таких животных поперечное сечение мышечных волокон в среднем увеличивалось на 28% по сравнению с контролем (гипертрофия), а рост количества миофибрилл (гиперплазия) составил 66%.
Таким образом, удалось продемонстрировать, что избыточная продукция фоллистатина, по видимому, снижает активность миостатина и, в целом, ведет к тем же биологическим эффектам в мышечных тканях, которые достигаются при блокировании рецепторов ActRIIB. Эти данные вполне коррелируют с наблюдениями за мышами, которые имели нокаут мутации в гене фоллистатина. Эти животные характеризовались заметным снижением мышечной массы при рождении, множественными дефектами развития и быстрой гибелью в перинатальном периоде, что, возможно, отчасти связано с действием миостатина, полностью освобожденного от ингибирующего эффекта фоллистатина.
Фотогаллерея
Знаменитая фотография «накачанной» борзой.
И Richard Sandrak у которого врожденная мутация гена миостатина, будучи еще ребенком имеет степень развития мускулатуры выше, чем у многих взрослых.
Flex Wheeler — известный бодибилдер.
