Физические упражнения уменьшают хроническое воспаление мышц

Исследователи из Университета Дьюка заметили, что упражнения в мышцах человека обладают врожденной способностью лечить воспаления. Целью исследования было выяснить, как на силу и структуру скелетных мышц влияет гамма-интерферон, уровень которого повышается при воспалении.

Предыдущие исследования на людях и животных показали, что упражнения помогают предотвратить негативные эффекты воспаления, но неизвестно, какую роль в этом процессе играют мышечные волокна или как они взаимодействуют с такими молекулами, как гамма-интерферон.

Во время физической активности в нашем организме происходят многие процессы. «Трудно изолировать эти системы и клетки, чтобы определить, что именно они делают в теле тренирующегося человека», — говорит Ненад Бурсак, профессор биомедицинской инженерии в Duke.

«Во время исследований мы используем модульную мышечную платформу, что означает, что мы можем смешивать и тестировать различные типы тканей и клеток. В этом случае мы обнаружили, что во время упражнений мышечные клетки сами по себе оказывают противовоспалительное действие», — комментирует Ненад Бурсак.

Краткосрочная или острая воспалительная реакция это физиологическая реакция на инфекцию или травму. Это реакция иммунной системы, которая очищает тело от поврежденных клеток и позволяет мышцам восстановиться. Однако иммунная система может работать неправильно, и воспалительный ответ может стать более широким или значительно продолжительным. Это, в свою очередь, приводит к повреждению тканей и их слабости. Многие заболевания, такие как ревматоидный артрит и саркопения, приводят к потере мышечной массы.

«Мы знаем, что хронические воспалительные заболевания вызывают атрофию мышц. Мы хотели посмотреть, произойдет ли такой же процесс с мышцами, выращенными в лаборатории. Мы не только подтвердили, что гамма-интерферон действует в первую очередь через определенный сигнальный путь, но и показали, что тренировочные мышечные клетки могут напрямую противодействовать провоспалительному сигнальному пути, независимо от наличия других тканей или типов клеток», — говорит ведущий автор Чжаовей Чен.

Лаборатория Бурсака является первой лабораторией, которая успешно выращивает сократительные функциональные скелетные мышцы человека в чашке Петри. Ученые все еще совершенствуют свою исследовательскую платформу.

Для целей настоящего исследования выросшие мышцы подвергались воздействию высоких концентраций гамма-интерферона в течение 7 дней. Как и ожидалось, мышцы стали слабее и похудели. Затем мышцы повторно обрабатывали гамма-интерфероном, но на этот раз мышцы стимулировали электричеством, заставляя их сокращаться, как при упражнении. Ученые были удивлены, обнаружив, что не было никакой потери или ослабления мышечной массы.

Это первое исследование, в котором мы рассмотрели прямые и специфические эффекты гамма-интерферона на функцию скелетных мышц человека и продемонстрировали существование нового автономного противовоспалительного механизма в мышцах, выполняющих упражнения, в котором задействован сигнальный путь JAK / STAT1, авторы делают вывод.

«Во время упражнений мышечные клетки напрямую противодействуют провоспалительным сигналам, индуцированным гамма-интерфероном. Мы этого не ожидали», — добавляет Бурсак.