Опровергнуты представления о механизме утраты тонуса мышц
Долгое время физиологи были уверены, что длительное снижение физической активности или утрата мышечного тонуса в силу травм, болезней или иных естественных причин приводит к необратимой атрофии мышц. Профессор Лоуренс М. Шварц (Lawrence M. Schwartz) из Университета Массачусетса опроверг эту аксиому, сообщается в журнале Frontiers in Physiology.
Скелетные мышцы – уникальное формирование, их волокна состоят из наиболее крупных клеток в организме – синцитиев. Это гигантские многоядерные клетки, образующиеся в результате многочисленных слияний одноядерных клеток. Некоторые волокна могут достигать 600 мм в длину и в 100 000 раз превосходить по объему одноядерные клетки. Долгое время бытовала так называемая «гипотеза ядер мышечных клеток», согласно которой каждое ядро в синцитии поддерживало определенный максимальный объем цитоплазмы, а в процессе роста или атрофии волокон количество ядер изменялось соответственно. Но если рост волокна сопровождался включением дополнительных ядер из стволовых клеток, то однозначного ответа о том, что происходит с ядрами клеток мышц при атрофии, не было. Главенствовало представление об их утрате мышцами в результате апоптоза.
Несколько групп исследователей недавно продемонстрировали, что уменьшение объема мышечной ткани характерное для атрофии не сопровождается уменьшением числа ядер мышечных клеток. Для этого Дадди и коллеги в экспериментах in vitro изолировали мышечные волокна мышей и содержали их в состоянии покоя в условиях приближенных к физиологическим в течение 14 дней. Из изолированных волокон выделяли белковую фракцию и оценивали изменение содержания белка с помощью флуоресцентной микроскопии по количеству белка f-актина. Ученые заметили, что его содержание уменьшается на 35 процентов в неделю. Количество ядер в делящихся и покоящихся клетках проследили с помощью иммуногистохимического окрашивания мышечных волокон. Оказалось, что при уменьшении количества белка и, соответственно, объема мышечных волокон утраты ядер мышечных клеток не происходит.
В более ранних исследованиях автора статьи, профессора Лоуренса Шварца, показаны аналогичные результаты. В качестве модели в этих экспериментах использовались межсегментные мышцы табачного бражника Manduca sexta. Эти гигантские мышцы обеспечивают способность личинок бабочки ползать, но подвергаются программированной гормональной атрофии с 15 по 18 день превращения личинки во взрослое насекомое. Проведя измерения поперечных размеров волокон межсегментных мышц бражника, ученые обнаружили, что потеря мышечной массы в ходе программируемой атрофии составила 49 процентов, но количество ядер мышечных клеток осталось неизменным.
Противоположный процесс – появление дополнительных ядер в процессе роста мышц — был ранее неоднократно доказан. Чаще всего источником дополнительных ядер становится определенный тип стволовых клеток мышц – клетки-спутницы. Их слияние с волокнами скелетных мышц приводит к увеличению количества ядер, необходимому для поддержания метаболических нужд растущей мышцы и ее способности к сокращению.
Недавние наблюдения, свидетельствующие о том, что даже при уменьшении объема скелетных мышц и их атрофии, способность мышц к сохранению и восстановлению физической активности «депонируется» представляют большое значение для здравоохранения. Фактически это обозначает необходимость формирования новой культуры восприятия физической активности, прививаемой с раннего детства, когда возможности для создания долговременного мышечного ресурса оптимальны. Ресурс, приобретенный в детстве, способен продлить физическую активность человека в зрелом возрасте и даже предотвратить инвалидизацию и тяжелый ущерб здоровью, вызванный травмами, падениями и переломами.
Это первый случай заражения людей этим паразитом
Австралийские врачи обнаружили в мозге жительницы Нового Южного Уэльса личинку паразитического червя Ophidascaris robertsi, взрослые особи которого живут в пищеводе и желудке ковровых питонов. До этого пациентку больше года лечили от эозинофильной пневмонии — однако установить ее причину удалось только когда, женщина начала жаловаться на забывчивость и усиление депрессии, после чего медики сделали томографию мозга и биопсию. Как отмечается в статье для журнала Emerging Infectious Diseases, это первый известный случай заражения человека O. robertsi. Скорее всего, женщина проглотила яйца паразита вместе с листьями съедобных растений, которые собирала на озере около дома. Дикие и домашние животные часто передают людям паразитов и возбудителей инфекций. Такие случаи, как правило, не удивляют врачей и хорошо поддаются лечению. Тем не менее, порой люди заражаются от животных по-настоящему экзотическими болезнями. Например, недавно мы рассказывали о том, как игуана укусила трехлетнюю девочку за руку и инфицировала ее нетуберкулезной микобактерией Mycobacterium marinum. А британские медики выявили у мужчины, которого покусал бродячий кот, совершенно новый вид патогенных бактерий из рода Globicatella. Похожий пример описала команда врачей, которую возглавил Санджайа Сенанаяке (Sanjaya N. Senanayake) из Службы здравоохранения Канберры. В центре внимания специалистов оказалась 64-летняя жительница Нового Южного Уэльса, которая в январе 2021 года попала в больницу местного уровня с жалобами на боли в животе, диарею, сухой кашель и ночную потливость. Эти симптомы длились на протяжении трех недель. Компьютерная томография выявила поражение легких по типу матового стекла и повреждение печени и селезенки, а концентрация эозинофилов в жидкости, полученной при бронхоскопии, составила около 30 процентов. При этом никаких признаков злокачественных новообразований, инфекций, паразитов и аутоиммунных заболеваний выявить не удалось. В результате женщине диагностировали эозинофильную пневмонию неясной этиологии и прописали преднизолон, благодаря которому ее состояние частично улучшилось. Однако спустя три недели пациентку доставили в больницу в Канберре с рецидивом лихорадки и постоянным кашлем на фоне приема преднизолона. Здесь ее осмотрели Сенанаяке и его коллеги. Повторная компьютерная томография подтвердила, что у женщины поражены легкие, печень и селезенка, но выявить причину ее состояния не удавалось. Судя по результатам анализов, она не была заражена патогенными бактериями или грибками, в ее крови не было антител к паразитическим плоским червям шистосоме, эхинококку и двуусткам, а в фекалиях отсутствовали их яйца. Поскольку в молодости пациентка путешествовала по Южной Африке, Азии и Европе, медики предположили, что она может быть заражена кишечными угрицами (Strongyloides), и в дополнение к преднизолону и микофеноловой кислоте прописали ей ивермектин в течение двух дней подряд и повторную дозу через две недели. К середине 2021 года состояние легких и печени у пациентки, судя по результатам компьютерной томографии, улучшилось, хотя поражение селезенки сохранилось. В январе 2022 года врачи назначили ей меполизумаб, благодаря чему концентрация эозинофилов в крови пришла в норму, что позволило уменьшить дозу преднизолона без усиления респираторных синдромов. Однако затем в течение трех месяцев на фоне приема меполизумаба, микофеноловой кислоты и преднизолона женщина начала жаловаться на усиление депрессии (от которой она страдала и прежде) и забывчивость. Чтобы понять причину этих новых симптомов, Сенанаяка и его коллеги провели пациентке магнитно-резонансную томографию головного мозга, которая выявила поражение правой лобной доли размером тринадцать на десять миллиметров. В июне 2022 года врачи провели биопсию, в результате которой заметили и удалили из очага поражения струнообразную структуру. При ближайшем рассмотрении оказалось, что это живой и подвижный гельминт длиной 80 миллиметров. Осмотрев паразита, исследователи по его красной расцветке и строению ротового аппарата, кишечника и репродуктивной системы пришли к выводу, что перед ними личинка круглого червя Ophidascaris robertsi третьего возраста. Генетический анализ подтвердил гипотезу. Основным хозяином O. robertsi считается ковровый питон (Morelia spilota) — крупная змея, широко распространенная в Австралии и на близлежащих островах. Взрослые паразиты обитают в пищеводе и желудке питонов, а их яйца выходят наружу с фекалиями. После этого они попадают в организм промежуточных хозяев — мелких млекопитающих. А когда тех съедают питоны, жизненный цикл паразита замыкается. По словам Сенанаяки и его коллег, их пациентка стала первым человеком, у которого диагностировали заражение O. robertsi. Более того, в человеческом организме никогда не находили и других представителей рода Ophidascaris (кроме того, этих червей никогда не находили в мозге животных). Вероятно, женщина получила змеиных паразитов от ковровых питонов, которые жили в озере рядом с ее домом. Непосредственно со змеями она не контактировала, однако собирала на берегах водоема новозеландский шпинат (Tetragonia tetragonoides), на листьях которого могли остаться яйца O. robertsi. Судя по всему, женщина проглотила яйца паразита, когда готовила или ела листья шпината, в результате чего и произошло заражение. После операции пациентке назначили курс ивермектина и альбендазола, чтобы уничтожить паразитов, которые потенциально могли находиться в других органах (а также курс дексаметазона для борьбы с воспалением). Через шесть месяцев уровень эозинофилов у нее оставался в норме, а проблемы с забывчивостью и депрессией частично разрешились (хотя и не исчезли полностью). По мнению авторов, большая часть проблем со здоровьем у пациентки объяснялась перемещениями личинок во внутренние органы, при этом препараты по подавлению иммунитета, которые она получала в начале лечения, позволили по крайней мере одному из паразитов проникнуть в мозг. А вот поражение селезенки, которое сохранилось даже после лечения, скорее всего, следует считать отдельной патологией. Ранее мы рассказывали о том, как паразиты способствовали горизонтальному переносу генов между змеями и лягушками. В результате длинный ретротранспозон Bovine-B переходил от змей к лягушкам как минимум 54 раза в период между 85 и 1,3 миллионами лет назад.