Голод и упражнения очищают клетки от дефектных белков. Новое исследование

Ученые из Гарвардской медицинской школы (США) выяснили, что физические упражнения и голодание могут ускорить удаление ненужных белков из клеток. Исследование опубликовано в журнале PNAS.

Физиология человека напрямую связана с нормальной работой и здоровьем клеток. Для правильного функционирования клеток необходимо постоянное удаление дефектных белков. Так, некоторые лекарства могут повышать уровень молекул цАМФ (передает сигналы от некоторых гормонов), благодаря чему удаляются нежелательные белки. Молекулы убиквитина, задействованные при этом, маркируют старые, дефектные и токсичные белки, а затем передают их на разрушение специальным клеточным блокам утилизации белка, которые называются протеасома 26S. Этот процесс называется убиквитин-протеасомный путь, или «поцелуй смерти».

Своевременное разрушение дефектных или токсичных белков важно для людей с нейродегенеративными заболеваниями, такими как боковой амиотрофический склероз и болезнь Альцгеймера. Однако чересчур активная стимуляция разрушения таких белков (или чрезмерное их удаление) может привести к истощению мышц у людей с другими заболеваниями, например, у онкопациентов, а то и вообще вызвать атрофию мышц.

В новом исследовании было обнаружено, что клеточный уровень молекул, запускающих процесс разрушения и удаления дефектных белков, может регулироваться не только лекарствами, но и колебанием уровня гормонов, образующихся при физических упражнениях или в результате голодания. Было выяснено, что физические упражнения повышают уровень цАМФ, а это увеличивает молекулярные метки деградации белка. Голодание же в течение 12 часов аналогично действует на путь расщепления белка.

Также ученые выяснили, что некоторые гормоны, такие как глюкагон (стимулятор глюкозы), адреналин и вазопрессин (антидиуретический гормон), тоже участвуют в деградации белка.

Полученные результаты показывают, что в организме существует встроенный механизм для запуска молекулярного способа удаления дефектных белков, который очень важен для способности клеток адаптироваться к новым условиям.