Мышечная дистрофия — изнурительное заболевание, вызывающее слабость и разрушение скелетных мышц, которое со временем прогрессирует. По словам группы исследователей из Университета штата Мэн, определенные виды деятельности могут помочь укрепить мышцы, пораженные мышечной дистрофией, и они выяснили это, стимулируя рыбок данио и наблюдая за их работой.
Рыбки данио являются эффективной тестовой моделью мышечной дистрофии из-за молекулярного сходства между рыбками данио и человеческими мышцами. Рыбок данио также можно разводить с мутацией, которая очень похожа на мышечную дистрофию Дюшенна, тяжелый тип мышечной дистрофии, поражающий мальчиков.
Однако рыбки данио не могут поднимать тяжести, поэтому исследователи UMaine использовали процесс, называемый нервно-мышечной электрической стимуляцией (NMES), который стимулирует определенные нервы, чтобы вызвать сокращение мышц . Исследователи разработали четыре режима NMES и назвали их в честь четырех распространенных упражнений по поднятию тяжестей: мощность, сила, гипертрофия и выносливость. Затем рыбок данио поместили в подводный 3D-печатный «тренажерный зал», состоящий из туннелей и электродов, и исследователи проанализировали их скелетные мышцы, чтобы увидеть, как они изменились.
Исследование показало, что, хотя каждая из «программ» тяжелой атлетики NMES по-разному влияет на морфологию нервно-мышечных соединений рыбок данио , плавание и выживаемость, только одна — нервно-мышечная стимуляция выносливости (eNMES) — улучшает все три, если она сопровождается определенным антиоксидантом. , гемоксигеназа и рецептор под названием интегрин альфа7.
«eNMES определяется высокочастотными импульсами низкого напряжения, что похоже на тренировку с большим количеством повторений и низким весом, которую мы делаем в тренажерном зале. Давний консенсус в области мышечной дистрофии заключается в том, что минимизация силовых тренировок сохраняет мышечную силу и массу, поскольку снижает риск повреждения мышц. Однако наши данные свидетельствуют о том, что определенный уровень активности, вызванной NMES, на самом деле полезен для общего состояния мышц», — говорит Элизабет Килрой, первый автор исследования, проводившего исследование. для ее доктора философии. в УМейне. Килрой в настоящее время является директором нейромышечного обсервационного исследования (MOVR) в Ассоциации мышечной дистрофии.
Исследование было опубликовано 24 марта 2022 года в журнале eLife .
Исследования показывают, что правильный тип тренировок с отягощениями может быть полезен для пациентов с мышечной дистрофией. Существует также потенциал NMES для улучшения подвижности и силы у пациентов с мышечной дистрофией, хотя мало что известно о применении технологии таким образом.
«Я думаю, что самым захватывающим аспектом является то, что мы создали модель нейромышечной пластичности здоровых и больных мышц , и эта модель позволит нам выяснить механизмы, которые могут стать основой для потенциальных терапевтических средств в будущем», — говорит Кларисса Генри, профессор биологических наук, директор Высшей школы биомедицинских наук и инженерии и главный директор лаборатории Генри.