Profesorka Katrien De Bock a jej tím na ETH Zürich vo Švajčiarsku objavili vo svaloch určitý typ cievnych buniek, ktoré sa pri cvičení rýchlo množia, a tak vytvárajú nové cievy. Vedci to môžu použiť na nájdenie nových terapií vaskulárnych porúch svalu.
Ako uviedla Katrien De Bock: „V priemyselných krajinách je hlavnou príčinou chirurgických amputácií nohy zhoršené cievne zásobenie svalov diabetických pacientov.“ Ako profesorka cvičenia a zdravia na ETH Zürich De Bock a jej tím študujú, ako liečiť cievne poruchy svalov a ako sa tvoria nové cievy. Je všeobecne známe, že cvičenie a šport stimulujú tvorbu ciev. Naopak, o základných molekulárnych a bunkových mechanizmoch je známe veľmi málo. Ako ďodala Bock: „Akonáhle porozumieme týmto mechanizmom, môžeme pracovať na systematickom zlepšovaní krvného zásobovania svalov pacientov.“
Na myšiach a pomocou kultivovaných ľudských buniek De Bock a jej kolegovia teraz skúmali, ako cvičenie u zdravých subjektov podporuje tvorbu tenkých krvných kapilár vo svale. Keď sa zamerali na bunky cievnej steny (známe ako endotelové bunky), zistili, že existujú dva typy kapilárnych endotelových buniek, ktoré je možné rozlíšiť molekulárnym markerom ATF4. Ukazuje sa, že bunky s veľmi malým počtom ATF4 sa nachádzajú hlavne v kapilárach zásobujúcich vlákna bieleho svalu, zatiaľ čo bunky s vysokým obsahom ATF4 tvoria predovšetkým časť ciev blízko červených svalových vlákien.
Vedci okrem toho preukázali, že cvičenie prevažne stimuluje delenie buniek endotelových buniek s vysokými hladinami ATF4 (v blízkosti vlákien červených svalov), čo vedie k tvorbe nových kapilár. Cvičenie naopak nevyvoláva priamu odpoveď v bunkách s veľmi malým množstvom ATF4. Ako vysvetlila De Bock: „Endotelové bunky s vysokými hladinami ATF4 sú v “metabolickom pohotovostnom režime”, vždy pripravené začať vytvárať nové cievy.“ ATF4 je regulačný proteín vo vnútri bunky. Bunky s týmto proteínom sú pripravené tak, aby rýchlo reagovali na príslušný stimul. Akonáhle človek – alebo v tomto prípade myš – začne cvičiť, tieto bunky zvýšia príjem aminokyselín a urýchlia tvorbu DNA a bielkovín, čím sa podporí rýchle množenie buniek. To v konečnom dôsledku vedie k tvorbe nových ciev.
Prečo sa tieto endotelové bunky „pripravené na použitie“ nachádzajú hlavne v blízkosti červených svalových vlákien, zatiaľ nie je známe. Vedci chcú túto záhadu odhaliť ďalej. Vedci okrem toho dúfajú, že tieto zistenia použijú na vývoj terapií, ktoré stimulujú rast svalových ciev u pacientov s cukrovkou alebo arteriálnymi oklúziami a u príjemcov transplantovaných orgánov.
Výskum bol publikovaný v odbornom časopise Cell Matabolism.
Viac informácií:
Exercise-induced angiogenesis is dependent on metabolically primed ATF3/4+ endothelial cells
Zdroj: https://ethz.ch, zverejnené: 9. 8. 2021, autor: rpa
