Zusammenfassung: Die Studie zeigt, dass Bewegung mit myonuklearem Umbau verbunden ist und zu den schützenden Wirkungen von Bewegung auf die Muskelfunktion während der gesamten Lebensspanne beitragen kann.
Quelle: King’s College London
Untersuchungen haben ergeben, dass Bewegung mit Veränderungen des Kerns in Muskelfasern verbunden ist und zu den schützenden Wirkungen von Bewegung auf die Muskelfunktion während der gesamten Lebensspanne beitragen kann.
Die Autoren des Papiers, von der School of Cardiovascular and Metabolic Medicine & Sciences und dem Center for Human & Applied Physiological Sciences, isolierten einzelne Muskelfasern von jungen und älteren, durch Sport trainierten Personen.
Insbesondere verwendeten sie Gewebe von jungen Marathonläufern und älteren Radrennfahrern – wobei letztere in der Lage waren, 100 km in weniger als 6,5 Stunden zu fahren (bei einem Durchschnittsalter von 76 Jahren).
Auffallenderweise stellten sie fest, dass Myonuclei – gemeinhin als „Kontrollzentrum“ der Muskelfasern bezeichnet – kugelförmiger und weniger verformbar waren und mehr von einem Protein namens Lamin A enthielten als untrainierte Personen. Parallele Studien an Mäusen bestätigten Veränderungen im Lamin A und zeigten, dass die Myonuclei als Folge von körperlicher Betätigung steifer waren.
Schreiben im Zeitschrift für Physiologieschlussfolgerten sie, dass Bewegung mit dem myonukleären Umbau verbunden ist, der bei älteren Menschen erhalten bleibt, und zu den schützenden Wirkungen von Bewegung auf die Muskelfunktion während der gesamten Lebensspanne beitragen kann.
Der altersbedingte Rückgang der Skelettmuskelfunktion, wie z. B. Muskelkraft und Ausdauer, kann zu einer verringerten Lebensqualität führen. Während anerkannt wird, dass Bewegung den Rückgang der Muskelfunktion mildern kann, sind die genauen Mechanismen, die diesen Prozess steuern, nicht vollständig verstanden.
Die Charakterisierung der subzellulären Veränderungen, die mit Bewegung verbunden sind, kann daher unser Verständnis dafür verbessern, wie Bewegung die Funktionalität im Alter erweitern kann.
Abgesehen davon, dass er das Genom der Zelle beherbergt, ist der Zellkern in der Lage, physikalische Kräfte zu erkennen und darauf zu reagieren, was die Form des Zellkerns verändern und Zellkommunikationswege aktivieren kann.
Defekte in Proteinen, die die Mechanik der Kerne kontrollieren, wie z. B. Lamin A, sind Kennzeichen einiger Krankheiten, darunter Herzkrankheiten, Muskeldystrophie und vorzeitige Alterungsstörungen.
Unter diesen Bedingungen sind die Zellkerne unförmig und verformbarer, mit aberranter Zellkommunikation. Ob diese besonderen Eigenschaften jedoch durch Alterung und Bewegung beeinträchtigt werden, war bisher unbekannt.
Die Forscher spekulierten, dass Kerne in Muskelzellen, sogenannte Myonuclei, ähnliche Anomalien wie Laminopathien bei alternden Personen aufweisen würden.
Dr. Matthew Stroud, Forschungsleiter des Stroud-Labors, sagte: „Obwohl wir wissen, dass Bewegung verschiedene nachteilige Aspekte des Alterungsprozesses überwinden kann, ist unser molekulares Verständnis davon unvollständig. Hier haben wir sowohl Menschen als auch Mäuse verwendet, um zu zeigen, dass Veränderungen der Kernform und -struktur im Muskel stark mit körperlicher Betätigung verbunden sind.“
Als Torwächter des Genoms steuern Kerne das Schicksal und die Funktion der Zelle, und die von uns beobachteten nuklearen Veränderungen können die Muskelanpassung an das Training fördern. Dies kann helfen, Muskelfunktionsstörungen mit zunehmendem Alter zu mildern.“
Die Lebenserwartung der Menschen hat im letzten halben Jahrhundert erheblich zugenommen, und dieser Trend wird sich voraussichtlich fortsetzen. Eine Sorge ist jedoch, dass dies nicht mit einer entsprechenden Verlängerung der Gesundheitsspanne – dem Teil des Lebens, in dem eine Person im Allgemeinen bei guter Gesundheit ist – im Alter einhergeht.
Stattdessen wurde die Morbidität verlängert und die Unabhängigkeit und Lebensqualität verringert. Die Autoren hoffen, dass die Enträtselung der wohltuenden Wirkungen von Bewegung zu Behandlungen führen kann, um die Gesundheitsspanne unserer ständig wachsenden alternden Bevölkerung zu verbessern.
Über diese Übung, Alterung und Neuigkeiten aus der Muskelfunktionsforschung
Autor: Pressebüro
Quelle: King’s College London
Kontakt: Pressestelle – King’s College London
Bild: Das Bild ist gemeinfrei
Siehe auch
Ursprüngliche Forschung: Uneingeschränkter Zugang.
„Myonukleäre Veränderungen im Zusammenhang mit körperlicher Betätigung sind beim Menschen altersunabhängig“ von Matthew Stroud et al. Zeitschrift für Physiologie
Abstrakt
Myonukleäre Veränderungen im Zusammenhang mit körperlicher Betätigung sind beim Menschen altersunabhängig
Der altersbedingte Rückgang der Struktur und Funktion der Skelettmuskulatur kann durch regelmäßige Bewegung gemildert werden. Die genauen Mechanismen, die dies steuern, sind jedoch nicht vollständig verstanden. Der Kern spielt eine aktive Rolle bei der Übersetzung von Kräften in biochemische Signale (Mechanotransduktion) mit Kernlamina-Protein
Lamin A reguliert Kernform, Kernmechanik und letztendlich die Genexpression. Eine fehlerhafte Lamin A-Expression verursacht Muskelpathologien und vorzeitige Alterungssyndrome, aber die Rolle der Zellkernstruktur und -funktion bei der physiologischen Alterung und bei Anpassungen an körperliche Betätigung bleiben unklar.
Hier haben wir einzelne Muskelfasern isoliert und detaillierte morphologische und funktionelle Analysen an Myonuclei von jungen und älteren trainierten Personen durchgeführt.
Auffallenderweise waren Myonuclei von trainierten Personen kugelförmiger, weniger verformbar und enthielten eine dickere Kernlamina als nicht trainierte Personen. Ergänzend dazu führte Bewegung zu erhöhten Lamin A-Spiegeln und einer erhöhten myonukleären Steifheit bei Mäusen.
Wir schlussfolgern, dass Bewegung unabhängig vom Alter mit myonukleärem Umbau verbunden ist, was zu den erhaltenden Wirkungen von Bewegung auf die Muskelfunktion während der gesamten Lebensspanne beitragen kann.