Сколько вы можете пробежать без остановки? Наверное, самые изнурительные олимпийские виды — это марафон и лыжные гонки на 50 км, на которые рекордсмены тратят около двух часов.
Однако такие забеги не проходят для организма даром. В результате повышения нагрузки и недостатка кислорода наши мышечные клетки переключаются с окислительного на бескислородный способ получения энергии из углеводов, и в мышцах образуется большое количество молочной кислоты. И если хорошо не размять их после бега, то на следующее утро вам гарантированы очень неприятные ощущения — та самая «ломка», которая хорошо знакома всем начинающим спортсменам.
«Могучая» мышь, созданная исследователями из Университета Кейс-Вестерн-Резерв в Огайо, может за 6 часов пробежать без остановки 5–6 километров со средней скоростью 20 метров в минуту.
или мускулы (от лат. musculos — мышка, маленькая мышь) — органы тела животных и человека, состоящие из мышечной ткани, способной сокращаться под влиянием нервных импульсов. Предназначены для выполнения различных действий: движения тела, сокращения голосовых связок, дыхания.
Морфологи различают два основных типа мышц: поперечно-полосатые мышцы и гладкие мышцы. К первым относится вся скелетная мускулатура позвоночных животных и человека, обеспечивающая возможность выполнения произвольных движений, мышцы языка, верхней трети пищевода, мышцы сердца, имеющие некоторые особенности, и некоторые другие.
К гладким мышцам принадлежит большая часть мускулатуры беспозвоночных животных и мышечные слои внутренних органов и стенок кровеносных сосудов позвоночных животных и человека, обеспечивающие возможность выполнения ряда важнейших физиологических функций. Некоторые гистологи, изучающие мускулатуру беспозвоночных, выделяют и 3-й тип мышц - с двойной косой исчерченностью.
БСЭ
По словам Ричарда Хансона, профессора биохимии и соавтора работы, женские особи новой линии PEPCK-Cmus дают потомство даже в возрасте 2,5 года (обычные мыши прекращают размножение в однолетнем возрасте). Как выяснили учёные, за всё это ответственна оверэкспрессия гена фермента фосфоенолпируват карбоксиназы (PEPCK-C).
Линия супермышей была создана Парвином Хакими, сотрудником лаборатории Хансона, в результате длительных исследований, целью которых было выяснить метаболизм и физиологические функции PEPCK-C в жировой и скелетно-мышечной ткани. Работа под названием «Оверэкспрессия цитозольной формы фосфоенолпируват карбоксиназы в скелетных мышцах мышей перестраивает общий метаболизм» опубликована в реферируемом журнале Journal of Biological Chemistry.
Трансгенные мыши, число которых сейчас уже насчитывает 500, были выведены из шести линий. Для этого ученые создали химерный ген — связали кодирующую фермент PEPCK-C ДНК с промотером белка актина. Затем они вставили эту ДНК в клетки мышей-«прародителей». В результате запуск синтеза актина — одного из основных мышечных белков — приводил к повышенной экспрессии PEPCK-C именно в клетках скелетных мышц.
Естественно, различные линии грызунов давали разный выход PEPCK-C, но в самой активной он составил 9 условных единиц на грамм вещества мышечной ткани — это в сотню раз больше, чем у контрольной группы!
Обычно при выведении новой линии лабораторных мышей необходим не только тщательный анатомический, биохимический, но еще и генетический анализ, подтверждающий наличие и закрепленность изменений. Но в этом эксперименте всё оказалось намного проще. Уже с самого начала поведение мышей кардинально отличалось от обычного: они действительно непрерывно бегали по своим клеткам. Исследователи говорят, что достаточно было просто наблюдать за ними и отбирать самых активных.
клеточный органоид, обеспечивающий клеточное дыхание, в результате которого энергия высвобождается или аккумулируется в легко используемой форме аденазинтрифосфорной кислоты (АТФ). Отсутствуют лишь у бактерий, синезелёных водорослей и других прокариотов, где их функцию выполняет клеточная мембрана. Обычно концентрируются в функционально активных зонах клетки.
Округлые, палочковидные, гантелеобразные и др. образования размером обычно 0,5-1,5 мкм. Форма, число, размеры и функциональное состояние меняются в зависимости от внешних воздействий и физиологического состояния клетки, а также при различных патологических процессах. Число митохондрий в клетках разных типов различно. Так, в клетке печени крысы их около 2500; в клетках с высокой функциональной активностью (например, в мотонейронах спинного мозга, в скелетной мышце) число митохондрий особенно велико.
Биологический полупериод (обновление половины состава) митохондрий в клетках печени составляет 9,6-10,2 суток, в клетках почки – 12,4 суток. Наблюдаемое обычно на протяжении жизни клетки увеличение числа митохондрий происходит, по-видимому, в результате их деления. Внутреннее строение митохондрий единообразно. Исследования с помощью электронного микроскопа показывают, что основное вещество, или матрикс, митохондии окружено двойной мембраной: наружной - гладкой, и внутренней, - образующей впячивания, называется кристами.
Присутствие в митохондрии всех элементов системы биосинтеза белка (ДНК, РНК и вспомогательные вещества) обеспечивает автономный синтез по крайней мере части белков митохондрий, которые являются как бы эндосимбионтами клетки, имеющей оформленное ядро. В процессе эволюции митохондрии могли возникнуть в результате инфицирования примитивных клеток аэробными бактериеподобными организмами, которые затем приспособились к внутриклеточному существованию и взяли на себя функцию дыхания.
БСЭ
Как показали анализы, ключевым отличием «супермышей» оказалось именно поведение уровня молочной кислоты. Если в контрольной группе он повышался по мере усиления нагрузки, то у мышей PEPCK-Cmus оставался практически без изменений. Наверное, счастливые грызуны не испытывают «ломки», перезанимавшись в тренажёрном зале.
Американские учёные выяснили и причину этих отличий. Оказывается, в качестве источника энергии мыши PEPCK-Cmus используют жирные кислоты — так называемые триглицериды, в то время как мышцы грызунов контрольной группы при увеличении нагрузки переключались на более энергоемкий гликоген, запасенный в печени и мышцах. При этом у этих мышей увеличено содержание митохондрий и триглицеридов в мышечных клетках, что также связано с увеличением продолжительности жизни и уровнем метаболизма.
Кстати говоря, подобное поведение показывает и, наверное, самая важная мышца человеческого тела — миокард.
мышечный слой сердца, составляющий главную его массу. Построен из особой поперечнополосатой мышечной ткани, представляющей собой плотное соединение мышечных клеток.
Функциональная особенность миокарда — ритмические автоматические сокращения, чередующиеся с расслаблениями, они совершаются непрерывно в течение всей жизни организма.
Структурная особенность – наличие особых контактов между клетками в форме лестницы, обеспечиваюших прочное соединение и передачу потенциала действия для синхронной работы. Митохондрии миокарда расположены упопрядоченно. В отличие от скелетной поперечно-полосатой мускулаитуры, миокард на 34% потребляет энергию в результате расщепления триглицеридов.
По материалам БСЭ
Как и многим спортсменам, за такие сверхспособности мышам пришлось расплачиваться с природным характером. Анализ поведения показал, что мыши PEPCK-Cmus не только в семь раз активнее, но и значительно агрессивнее своих собратьев.
