Найден белок, который помогает восстанавливать и наращивать мышцы
Наука 14 января 2023
Далее
Александр Шереметьев новостной редактор Александр Шереметьев новостной редакторИсследователи открыли белок, который постоянно производится скелетными мышцами и способствует восстановлению и росту мышечной ткани.
Читайте «Хайтек» в
Исследователи из Токийского столичного университета показали, что белок, который называется тромбоцитарной субъединицей фактора роста B (PDGF-B), или миокином, постоянно секретируется клетками скелетных мышц и помогает им восстанавливаться.
Миокины — небольшие белки, секретируемые клетками скелетных мышц. Они обладают уникальной способностью воздействовать на клетки как вблизи, так и далеко от места своего образования. Хотя биологи знали, что эти белки играют важную роль в функциях организма, связанных с физическими упражнениями, до сих пор было неизвестно, как они формируются и работают.
Воздействие PDGF-B на стволовые и дифференцированные мышечные клетки. Изображение: Tokyo Metropolitan UniversityИсследователи обнаружили, что эти белки постоянно формируются в мышечных клетках без каких-либо внешних воздействий. В серии экспериментов биологи воздействовали PDGF-B на мышечные клетки-предшественники — стволовые клетки, которые дифференцируются в мышечные волокна. Исследование показало, что этот белок индуцирует пролиферацию миобластов, активное размножение которых ведет к росту ткани.
Кроме того, PDGF-B влияет на клетки, которые уже дифференцировались. Миотрубочки — элементы мышечных волокон, на которые воздействовали белком, заметно увеличивались в диаметре. Эксперименты показали, что мышечная способность к сокращению при этом возрастала, а сила увеличивалась. PDGF-B не только помогает наращивать мышцы, но и делает их сильнее, заключают авторы исследования.
Исследователи полагают, что новые свойства белка можно использовать для регенерации мышц. Это поможет разработать новые методы лечения мышечных травм и атрофии, а также оптимизации физических тренировок.
Читать далее:
Ученые придумали новое лечение гипертонии. Оно доказало свою эффективность
У людей сохранились гены меха, но они временно выключены
Посмотрите на необычный «семейный портрет» Луны и МКС. Это фото сделал любитель
Читать ещё
Один белок может остановить старение мышц
Исследование, проведенное учеными из Стэндфордского университета, показало, что небольшие белковые молекулы позволяют восстановить силу и выносливость мышц у старых мышей.
Как выяснили ученые, один определенный белок играет ведущую роль в регуляции процесса старения мышц, и блокировка этого белка позволяет восстановить функцию мышц.
В ходе исследования было показано, что блокирование активности этого белка увеличивает функциональные возможности у старых мышей, а увеличение его экспрессии вызывает у молодых мышей атрофию и снижение силы мышц
Ученые выяснили, что уровень белка, называемого 15-PGDH, повышен в старых мышцах и значительно экспрессируется также в других старых тканях. Были проведены также эксперименты с тканями человека и результаты вселяют надежду на то, что со временем можно будет лечить инволюционную мышечную слабость.
Исследование, проведенное под руководством профессора Блау и доктора Палла, было опубликовано в журнале Science.
Потеря мышечной массы при старении
Уменьшение мышечной массы в ходе старения называется саркопения. Лечение пациентов с этим состоянием обходится дорого для здравоохранения многих стран, так как люди становятся менее мобильными, часто падают и теряют способность к самообслуживанию.
При старении мышц происходят изменения в структуре мышечных волокон – сокращение количества волокон и уменьшение в них митохондрий.
Профессор Блау и ее коллеги уже много лет занимаются изучением функции мышц после травм или при таких заболеваниях, как мышечная дистрофия Дюшенна. В ходе исследований было обнаружено, что физиологически активное вещество простагландин E2 может активировать стволовые мышечные клетки, которые восстанавливают структуру мышечных волокон.
Уровни простагландина E2 регулируются ферментом 15-PGDH, который расщепляет эту молекулу. Как показали измерения с помощью высокочувствительной масс-спектрометрии, уровень фермента 15-PGDH в мышцах старых животных был повышен, а уровень молекулы простагландина E2 ниже.
Аналогичные результаты были получены при изучении мышечных тканей человека. Так, в мышцах у людей старшей возрастной группе отмечалась повышенная экспрессия 15-PGDH, по сравнению с молодыми людьми.
Ингибирование 15-PGDH на экспериментальной модели животных (мышей) показало очевидное увеличение силы мышц и выносливости после введения мышам молекулы, блокирующей этот фермент.
В тоже время, в ходе обратного эксперимента — избыточная экспрессия 15-PGDH у молодых мышей — приводила к снижению силы и тонуса мышц, происходило сокращение и ослабление мышечных волокон.
Ученые также провели изучение влияния простагландина E2 на мышечные трубки человека – выращенные in vitro. Они обнаружили, что обработка мышечных трубок простагландином E2 приводила к увеличению их в диаметре и повышению синтеза белка в мышечных трубках, что явилось свидетельством того, что простагландин E2 действует избирательно на мышечные клетки.
Ученые планируют продолжать исследования функции 15-PGDH при старении и возможное его влияние на функцию других тканей в организме.
Что отличает мышечные белки от других белков в нашем организме? (Версия плейлиста)
Ежедневно Делай
План урока Средняя школа
План урока — старшая школа
Контрольный список осмысления
Добро пожаловать в Daily Do NSTA Учителя и семьи по всей стране сталкиваются с новой реальностью предоставления возможностей учащимся до 9 лет0017 do наука посредством дистанционного и домашнего обучения.
Daily Do — это один из способов, которым NSTA поддерживает учителей и семьи в этом начинании. Каждый будний день NSTA будет делиться осмысленными задачами, которые учителя и семьи могут использовать, чтобы вовлечь своих учеников в подлинное, актуальное изучение естественных наук. Мы призываем семьи уделять время семейному изучению наук (наука — это социальный процесс!) и стремимся помочь учащимся и их семьям найти баланс между изучением науки и повседневными обязанностями, которые они должны выполнять, чтобы оставаться здоровыми и в безопасности.
Хотите узнать о других способах, которыми NSTA поддерживает учителей и семьи? Посетите домашнюю страницу NSTA.
Что такое осмысление? Осмысление активно пытается выяснить, как устроен мир (наука) или как разрабатывать решения проблем (инженерия). Студенты делают науку и технику через науку и технику. Участие в этих практиках требует, чтобы учащиеся были частью учебного сообщества, чтобы иметь возможность делиться идеями, оценивать конкурирующие идеи, давать и получать критику и достигать консенсуса.
Снимок урока
Старшеклассники, как ученые, исследуют различия между белками, чтобы ответить на следующий вопрос: что делает мышечные белки такими отличными от других белков в нашем организме? Учащиеся взаимодействуют с изображениями, видео и симуляциями, чтобы обнаружить, что разные последовательности ДНК, найденные в разных генах, приводят к разным белкам, которые имеют разные структуры и функции. Это открытие может помочь объяснить, сколько различных белков (включая мышцы) может быть получено из аминокислот в пище, которую мы перевариваем.
Нажмите кнопку «Загрузить PDF» выше, чтобы просмотреть полный план урока.
Материалы
Материалы для учащихся
На одного учащегося
- Практический лист транскрипции и перевода
- Рабочий лист исследования белкового фолдинга
- Таблица аминокислот (сгруппированы по гидрофобным и гидрофильным)
- Моделирование свертывания белка
- Инструкции для бумажной версии исследования структуры актина (бумажная и карандашная версия) или слайдов исследования структуры актина
- Окончательный шаблон модели
- Ноутбук или Chromebook для работы с исследованиями моделирования и моделирования
Материалы для учителя
- Несколько листов диаграммной бумаги и маркеры диаграмм или другое место для публичной записи идей учащихся
- Моделирование свертывания белка
- Объясняющее видео о свертывании белков
Сюжетные линии и явления
Сюжетные линии начинаются с феномена привязки, который поднимает вопросы или создает проблему. Затем каждый шаг сюжетной линии определяется вопросами учащихся, возникающими в связи с явлением.В данном случае якорным феноменом являются профессиональные спортсмены с мускулистым телом, которые являются веганами. Студенты исследуют диеты этих спортсменов, чтобы ответить на вопрос: как люди наращивают мышцы, если они не потребляют мышечный белок? Это дает им повод исследовать образование, структуру и функцию белков. При этом они поймут основные дисциплинарные идеи, связанные с генетикой и геномикой.
Сюжетная линия белков и мышц позволяет учащимся развить научные идеи, связанные с LS1.A Структура и функция и LS3.A Наследование признаков.
Вам также может понравиться
Отчеты Статья
Бесплатные подарки и возможности для учителей естественных наук и STEM, 20 июня 2023 г.
Журнальная статья
Информационно-просветительская работа в области STEM с участием партнерских отношений между школой, промышленностью и университетом для масштабируемого и устойчивого воздействия
Журнальная статья
Внедрение SEL в STEM: проблемы и возможности
Отчеты Статья
Бесплатные подарки и возможности для учителей естественных наук и STEM, 13 июня 2023 г.Что такое синтез мышечного белка?
Упражнения, поднятие тяжестей и диета, богатая белком, — все это хорошо известные методы наращивания мышечной массы.
Знаете ли вы, что в нашем организме на клеточном уровне происходят два процесса, которые позволяют нам достичь этих целей? Это синтез мышечного белка и расщепление мышечного белка. Звучит технически, но на самом деле это не так! Давайте посмотрим на синтез мышечного белка и расщепление мышечного белка.
Синтез мышечного белка — это, по сути, просто процесс производства нового мышечного белка и наращивания мышечной массы. Это самый важный фактор для роста мышц, но также должен произойти распад, чтобы вы набрали больше мышц.
Короче говоря, когда происходит больше синтеза мышечного белка, чем распада мышечного белка, ваши мышцы будут расти.
Как диета влияет на синтез мышечного белка
Синтез мышечного белка происходит, когда аминокислоты превращаются в скелетные мышцы. Белок является наиболее важным макроэлементом для набора мышечной массы. То есть белок обеспечивает синтез мышечного белка. Белок содержит аминокислоты, необходимые для синтеза мышечного белка.
Это означает, что диета, содержащая все незаменимые аминокислоты в больших количествах, может помочь вам нарастить мышечную массу. Белки животного происхождения содержат самые незаменимые аминокислоты.
Наряду с незаменимыми аминокислотами существуют три аминокислоты с «разветвленной цепью», которые также имеют решающее значение для синтеза мышечного белка: лейцин, изолейцин и валин. Вы могли видеть лейцин в различных протеиновых коктейлях или добавках. Это потому, что исследования показывают, что это самая полезная из трех аминокислот с разветвленной цепью. После приема пищи, богатой белком, задача лейцина состоит в том, чтобы стимулировать синтез мышечного белка.
Роль белка в питании
Протеиновые коктейли приобрели большую популярность, поскольку они являются быстрым и простым способом получения необходимых аминокислот, необходимых для восстановления. Однако разные белковые добавки имеют разный состав. Некоторые из них могут включать аминокислоты с разветвленной цепью, сывороточный белок, соевый белок, казеиновый белок, гороховый белок и многое другое.
Или даже смесь!
Сывороточный протеин считается белком очень высокого качества. Это популярный выбор из-за высокого содержания незаменимых аминокислот, аминокислот с разветвленной цепью и высокого содержания лейцина. Выбор одного из видов сыворотки гарантирует, что вы получите полноценный белок. Однако некоторые люди предпочитают немолочные белки, особенно если они веганы или не переносят молочные продукты. И некоторые люди могут выбрать другие формы белковых добавок в зависимости от своих целей.
Несмотря на то, что легко выбрать дополнительные формы аминокислот из-за удобства, существует также множество продуктов, содержащих незаменимые аминокислоты.
Белок в основном содержится в продуктах животного происхождения, включая молочные продукты и яйца. Когда вы потребляете белок и то, как вы распределяете его в течение дня, это также влияет на синтез мышечного белка. Кроме того, другие питательные вещества, которые вы потребляете вместе с белком, также могут иметь значение.
Конечно, сбалансированная диета может содержать как добавки, так и цельные продукты. Вы не хотели бы жить только на протеиновых коктейлях, но вам может быть трудно достичь целевых показателей белка только за счет цельных продуктов.
Синтез мышечного белка происходит после тренировки, а также после приема пищи, богатой белком. Мы уже рассмотрели, как потребление белка может помочь вам нарастить мышечную массу за счет синтеза белка. Итак, какую роль играют упражнения?
Существуют две различные формы упражнений: анаэробные и аэробные. Анаэробные упражнения — это силовые и силовые тренировки. Аэробные упражнения — это кардиотренировки, такие как бег. Упражнения с сопротивлением (анаэробные) особенно полезны для роста мышц.
Большинство исследований в значительной степени были сосредоточены на силовых тренировках или тренировках с отягощениями и их связи с синтезом мышечного белка. Было упомянуто, что небольшие упражнения с отягощениями стимулируют этот процесс, но за синтез отвечает потребление белка после него.
Поэтому, хотя физические упражнения важны, не следует упускать из виду потребление достаточного количества белка (особенно после тренировки).
Будьте в курсе: зачем нам быть в курсе?
Упражнения и диета являются важными факторами, когда речь идет о синтезе мышечного белка и росте мышц. Понимание того, как диета и физические упражнения влияют на эти процессы, может помочь вам легко достичь своих целей.
Белок жизненно важен, когда речь идет о росте мышц, и сочетание его с силовыми упражнениями или упражнениями с отягощениями может ускорить процесс набора мышечной массы.
Не знаете, как включить в свой рацион больше белка? У взбивателя есть множество рецептов с высоким содержанием белка, и информация о питании для каждого рецепта легко доступна, так что вы можете сделать более осознанный выбор. Загрузите приложение бесплатно прямо сейчас, чтобы проверить это!
Как всегда, важно поговорить со специалистом о любых проблемах или изменениях в вашей диете и программе упражнений.
