«Наши кости вырабатывают гормон под названием остеокальцин, который объясняет, почему мы можем заниматься спортом», — говорит Джерард Карсенти, генетик из Медицинского центра Колумбийского университета и старший автор исследования. «Гормон достаточно мощный, чтобы восстановить у пожилых животных мышечную функцию молодых животных. Мышцы и кости расположены близко друг к другу, но никогда ранее не было доказано, что кость действительно влияет на мышцы каким-либо образом».Во время упражнений у мышей и людей уровень остеокальцина в крови увеличивается в зависимости от возраста организма. Исследователи заметили, что у взрослых мышей в возрасте 3 месяцев уровень остеокальцина увеличился примерно в четыре раза по сравнению с уровнем у мышей в возрасте 12 месяцев, когда грызуны бегали на беговой дорожке в течение 40 минут.
Трехмесячные мыши могли пробежать около 1200 метров до истощения, в то время как 12-месячные мыши могли пробежать только половину этого расстояния.Чтобы выяснить, влияют ли уровни остеокальцина на выполнение упражнений, Карсенти и его коллеги протестировали мышей, созданных с помощью генной инженерии, так что гормон не мог правильно передавать сигналы в их мышцах. Без мышечной передачи сигналов остеокальцина мыши пробегали на 20-30% меньше времени и расстояния, чем их здоровые собратья, прежде чем достигли истощения.
К удивлению, говорит Карсенти, когда здоровым мышам в возрасте 12-15 месяцев, у которых уровень остеокальцина естественным образом снижался с возрастом, вводили остеокальцин, их беговые качества соответствовали показателям здоровых 3-месячных мышей. Мыши постарше смогли пробежать около 1200 метров, прежде чем истощились. «Было чрезвычайно удивительно, что однократная инъекция остеокальцина 12-месячной мыши могла полностью восстановить ее мышечную функцию до уровня 3-месячной мыши», — говорит Карсенти.Нормальные "покоящиеся" уровни остеокальцина в крови также снижаются с возрастом у макак-резусов и людей, причем снижение происходит примерно на 15-20 лет раньше у женщин, чем у мужчин. «Если вы посмотрите назад, во время эволюции, мужчины были намного активнее женщин — например, в охоте и рыбалке.
Это может быть объяснением того, почему снижение циркулирующего остеокальцина происходит позже у мужчин, чем у женщин», — предполагает Карсенти.Чтобы определить клеточные механизмы, лежащие в основе эффектов остеокальцина, команда измерила уровни гликогена, глюкозы и ацилкарнитинов (индикатор использования жирных кислот) у мышей с остеокальцином и без него. Исследователи определили, что гормон помогает мышечным волокнам поглощать и катаболизировать глюкозу и жирные кислоты в качестве питательных веществ во время упражнений.«Раньше никогда не было доказано, что кость каким-либо образом влияет на мышцы», — говорит Карсенти. «Остеокальцин — не единственный гормон, отвечающий за адаптацию к упражнениям у мышей и людей, но это единственный известный гормон костного происхождения, который увеличивает физическую нагрузку.
Это может быть одним из способов лечения возрастного снижения мышечной функции у людей».
