Сухожилия соединяют мышцы с костями. Они относительно тонкие, но выдерживают огромные нагрузки. Сухожилиям необходима определенная эластичность, чтобы выдерживать высокие нагрузки, такие как механические удары. Однако в спорте, включающем спринт и прыжки, жесткие сухожилия являются преимуществом. Соответствующие тренировки помогают добиться оптимальной жесткости сухожилий.
Исследователи из Университета Цюриха выяснили, как клетки сухожилий воспринимают механическое напряжение и как могут адаптировать сухожилия к требованиям организма. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Biomedical Engineering.
Почему сухожилия становятся ригиднее?
В основе недавно открытого механизма лежит датчик молекулярной силы в клетках сухожилий, состоящий из белка ионного канала. Этот датчик определяет, когда волокна коллагена, составляющие сухожилия, смещаются друг относительно друга в продольном направлении. Если происходит такое сильное сдвигающее движение, датчик позволяет ионам кальция проникать в клетки сухожилий. Это способствует выработке определенных ферментов, которые связывают коллагеновые волокна вместе. В результате сухожилия теряют эластичность, становятся жестче и прочнее.
Интересно, что белок ионного канала, ответственный за жесткость сухожилия, встречается у людей в различных генетических вариантах. Несколько лет назад другие исследователи обнаружили, что ген под названием E756del чаще встречается у лиц западноафриканского происхождения. В то время еще не было известно о важности этого белка. Треть лиц африканского происхождения несут этот вариант гена, в то время как в других популяциях он встречается редко. Данный вариант гена защищает от тяжести протекания малярии.
Ученые во главе с Джессом Снедекером (Jess Snedeker) доказали, что у мышей, несущих этот гена, более жесткие сухожилия.
Данная особенность также напрямую влияет на способность людей прыгать, как показали ученые в исследовании с участием 65 афро-американских добровольцев. Из участников 22 несли вариант гена E756del, а остальные 43 – нет. Чтобы учесть различные факторы, влияющие на способность человека прыгать (включая телосложение, тренировку и общую физическую форму), исследователи сравнили производительность во время медленного и быстрого прыжка. Сухожилия играют незначительную роль во время медленных прыжков, но особенно важны во время быстрых прыжков. Таким образом, ученые смогли определить влияние варианта гена на производительность прыжков.
Результаты научной работы
Результаты исследования показали, что носители гена E756del показали результаты в среднем на 13 процентов лучше.
Ученые считают, что этот вариант гена частично объясняет, почему спортсмены из стран с высокой частотой встречаемости E756del преуспевают в спортивных соревнованиях мирового уровня, включая спринт, прыжки в длину и баскетбол.
Практическая значимость
«Теперь мы лучше понимаем, как работают сухожилия. Это также должно помочь нам лучше лечить травмы сухожилий в будущем», – считает Снедекер.
В перспективе, возможно, также удастся разработать лекарственные средства. Когда-нибудь ученые смогут разработать лечение тендинопатии и других заболеваний соединительной ткани.
Статья по теме: Что такое кальцифицирующий тендинит?
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
