Что лучше креатин или всаа: «Что лучше принимать BCAA или креатин, и каковы их эффекты?» – Яндекс.Кью

Гейнер с креатином: правильный выбор и прием для набора мышечной массы

Креатин – это известное вещество природного происхождения, которое активно используется с целью стимуляции и улучшения спортивных достижений. Оно представляет собой особую молекулу, имеющую большое значение в энергетическом обмене мышц и нервных клеток. Сегодня его используют в качестве пищевой добавки для улучшения физической формы. Существуют определенные особенности приема креатина, которые рассмотрены детальнее в соответствующей статье на нашем сайте.
Гейнер же – это более «молодая» пищевая добавка, недавно получившая широкое распространение. От креатина ее отличает и основная функция, заключающаяся в пополнении организма питательными веществами и энергией. Гейнер подарит вам бодрость, силу и энергию для более эффективных тренировок. Так как спортивное питание требует особого внимания, и нуждается в дополнении специальными добавками, каждый спортсмен, желающий улучшить свои результаты, сталкивается с вопросом: принимать ли пищевые добавки и совмещать ли их между собой? Мы предлагаем разобраться в данном вопросе вместе.

Зачем употреблять гейнер?

Главная его задача – увеличить массу тела в целом за счет увеличения мышечной массы. Основа состава данного вещества – углеводы, в то время как протеин, например, состоит в большей степени из белков. Гейнер рекомендуют принимать спортсменам, отличающимся худощавостью. Они чаще сталкиваются с проблемой набора мышечной массы. Гейнер подарит их организму огромную дозу килокалорий, которые ускорят процесс набора массы.
Ни в коем случае его нельзя принимать тем, кто склонен к полноте. Такие спортсмены рискуют получить рост не мышечной массы, а жировой прослойки. В состав добавки входит большое количество сахаров, поэтому важно внимательно подбирать спортивное питание и принимать его согласно с рекомендуемой дозировкой. Перед тем, как комбинировать какие-либо добавки, изучите состав и выясните, можно ли совмещать эти препараты друг с другом.

Креатин – для чего он нужен?

Образно говоря, гейнер – это взрыв активности, а креатин – активатор метаболизма. Они оба необходимы организму. При одновременном применении последний станет основой для запуска энергии, полученной за счет гейнера. Креатин можно принимать ежедневно в стандартной дозировке, либо в зависимости от нагрузок и расписания тренировок. В приеме креатина следует делать паузы. Гейнер же представляет собой аналог высококалорийной еды. Креатин работает не только ускорителем метаболизма, но и выступает в качестве дополнительного источника энергии для нервной, мышечной и сердечно-сосудистой систем.

Данные спортивные добавки можно совмещать между собой. Это усилит их эффективность и не окажет негативного воздействия на организм. Креатин лучше совмещать с мультикомпонентным гейнером – в составе последнего имеется огромное количество белков и углеводов, которые с разной скоростью усваиваются в организме. Важно следить за тем, чтобы в препарате не было много сахара. Качество белков также имеет большое значение – идеальным вариантом станет комбинация «медленного» (казеинового) и «быстрого» (сывороточного, яичного).

От употребления препаратов с соевыми белками рекомендуется воздержаться. Отдавайте предпочтение тому продукту, где на упаковке детально расписан состав (желательно в процентном соотношении).
Рекомендации относительно дозировки и схемы приема очень индивидуальны. Большинство атлетов отдает предпочтение приему добавок за полтора часа до тренировки, максимальная суточная доза составляет около 6 грамм для креатина и до 170 грамм для гейнера (порцию следует разделить на несколько приемов).

что нужно знать о «святой троице» спортпита

Один из наших любимых мифов – «бодибилдеры втирают протеин в тело», что приводит к «половому бессилию». Говорят это те, кто боится не то что попробовать спортивное питание, но и хотя бы немного о нём узнать. Забегая вперёд, хотим отметить, что грамотное употребление этих добавок помогает достичь нужных результатов роста мышечной массы, а здоровью не вредит. Даже если втирать протеин в интересные места – вдруг кому-то захочется проверить.

Влияние протеина на мышцы

Правильное название – сывороточный протеин, то есть белковая смесь, которую получают из обычной молочной сыворотки. Да-да, той самой, что остаётся после изготовления творога и сыра. Для краткости его называют просто протеином, и сейчас это лучший источник дополнительного белка для спортсмена, если в пище его недостаточно.

Состав протеина «из банки»: бета-лактоглобулин, альфа-лактальбумин, сывороточный альбумин и иммуноглобулины, незаменимые аминокислоты, цистеин и метионин (которые могут перейти в мощный антиоксидант глутатион). Все основные и вспомогательные вещества получают из коровьего молока, поэтому говорить о вреде при разумной дозировке даже не стоит.

Основная функция этой добавки – обеспечение положительного азотного баланса, который улучшает процессы анаболизма, то есть условий для роста и укрепления мышц, а также их восстановления после интенсивных тренировок. Если вы потребляете достаточно продуктов с высоким содержанием белка, а в зал приходите для поддержания формы пару раз в неделю, то от протеина пользы не будет, как и очевидного вреда.

Не усвоенный белок покинет организм естественным путём.

Другое дело – бодибилдеры и те, кому хочется срочных результатов. Здесь не обойтись без помощи тренера, который поможет составить диету и расскажет, сколько протеина пить сверх рациона. Выпускают его в трёх видах: изолят (на банке обычно указано WPI), концентрат (WPC) и гидролизат (WPH). Доля биологически активных веществ и лактозы в концентрате составляет от 29% до 89%, он дольше усваивается и питает мышцы.

Изолят всасывается быстрее, но и стоит дороже, он лучше очищен от вспомогательных веществ и содержит более 90% активных веществ. Гидролизат – самый дорогой вид протеина, он мгновенно доставляет аминокислоты мышцам и способствует скорейшему восстановлению. Кроме кусачей цены, гидролизат, в отличие от молочных по вкусу концентрата и изолята, горький.

Гейнеры, или строительные кирпичи мускулатуры

Сам по себе чистый белок не принесёт пользы, если у атлета нет достаточно энергии для тренировок. Её он получает из углеводов, поэтому пить протеин без нужного питания не имеет смысла. Гейнеры (от английского gain – «прирост») – это смесь белковых соединений с довольно большой концентрацией углеводов. Он даёт энергию для выполнения упражнений и снабжает мышцы строительным материалом. По большому счёту, и одного гейнера достаточно для лучших результатов – в нём и белок, и углеводы. Билдерам же придётся купить обе банки, поскольку потребность в добавках у них выше.

В составе гейнера – белково-углеводные смеси с добавлением креатина, витаминов, аминокислот и других полезных веществ, и немного полезного жира. По сути, это такая удобная большая порция гречки или макарон, которая насыщает энергией и имеет шоколадный (или любой другой) вкус. Раньше гейнеры делали из смеси неочищенного белка, сахара и жиров, сейчас это сбалансированная смесь «быстрого» белка и полезных углеводов.

Гейнер нужен тем, кто находится на программе набора массы, для «сушки» и похудения дополнительная порция калорий будет просто лишней. Добавка подойдёт и подвижным спортсменам – футболистам, легкоатлетам и другим адептам аэробных нагрузок. Гейнеры также хорошо работают на восстановление мышц после тренировок. Передозировка «страшна» так же, как избыточное употребление протеина – естественным выводом из организма.

BCAA

Правильно не «вэ-сэ-а-а», а «би-си-эй-эй», то есть branched-chain amino acids – аминокислоты с разветвлёнными боковыми цепями. Не углубляясь в химию и биологию, достаточно сказать, что BCAA состоят из лейцина, изолейцина и валина, это самые важные аминокислоты, необходимые для качественного протекания процессов производства мышечного белка.

Все три аминокислоты входят в смесь по той причине, что их одновременно выделяют из белка или биосинтезируют, а вот отделить их друг от друга уже сложно и дорого. BCAA являются незаменимыми аминокислотами, треть всех аминокислот в мышцах – они. Организм BCAA сам не производит, поэтому единственных их источник – пища и добавки, причём они усваиваются именно в мышцах и служат лучшим топливом.

Далеко не все медицинские и спортивные исследования однозначно подтверждают серьёзное влияние BCAA на результаты атлетов. Зато те же исследования однозначно говорят о полной безопасности для здоровья человека. Впрочем, оно и неудивительно: BCAA содержатся в мясе, рыбе, молочных продуктах, яйцах и птице – разумеется, в гораздо меньшей концентрации, чем «из банки».

Кому следует принимать дополнительные протеин, гейнер и BCAA? Всем, кто занимается спортом и фитнесом ради серьёзных результатов и впахивает на каждой тренировке. Плюс таких добавок в том, что дозировка натуральных биологически активных веществ в них точно выверена химиками, тогда как продукты из магазина могут содержать разную концентрацию белков, углеводов, жиров, аминокислот и других веществ.

Спортпит «лечит» ваши мышцы и наиболее быстро и безопасно их восстанавливает, поэтому часто его нужно принимать не только до, но и после тренировки. Дополнительное питание совершенно безопасно для организма, а передозировка просто не принесёт пользы. Не будет полезной и «еда из банки» тем, кто потребляет её просто так. Без существенных нагрузок на одном спортпите о взрывном росте мышц можно и не мечтать. Поэтому скачивайте наше мобильное приложение Sport Priority (оно бесплатно) и подберите для себя подходящего тренера и зал рядом с вашим домом или работой. А если уже куда-то ходите, попробуйте бесплатные пробные тренировки в неожиданных для вас направлениях. Новый спортивный опыт бывает очень захватывающим!

что это и зачем их принимать — Рамблер/женский

Обозреватель портала Москва 24, фитнес-эксперт и телеведущий Эдуард Каневский рассказал, какие виды спортивного питания популярны среди занимающихся, и когда их действительно актуально принимать.

Я более 15 лет действующий персональный тренер, и мой опыт работы, опыт собственных тренировок и профессиональное, медицинское образование, показывают, что роль спортивного питания в фитнес-индустрии существенно преувеличена. Клиенты, которые тренируются от случая к случаю, нарушают режим питания и отдыха, но при этом употребляют в рацион килограммы того или иного спортивного питания, просто тратят деньги впустую (более того, могут нанести определенный вред здоровью). Ведь спортивное питание работает только тогда, когда мы создаем условия для его работы, а без создания таковых и пользы будет немного. Это как купить мощный спорткар с разгоном до 100 километров за четыре секунды и встать в девятибальную пробку: расход топлива – колоссальный, а удовольствия немного.

Поэтому, прежде чем начать употреблять тот или иной вид спортивного питания, сначала начните тренироваться так, чтобы оно «работало».

В этом обзоре я расскажу о некоторых самых популярных видах спортдобавок, и когда их можно подключать к вашему тренировочному процессу.

Л-карнитин Похудеть – именно с такой целью приходят в фитнес-клуб существенное большинство клиентов. И не только те, у кого серьезное ожирение, но и те, кто не страдают от большого количества подкожного жира, но и вожделенных «кубиков» на животе тоже не видно. И для того, чтобы решить данную задачу, клиенты начинают интенсивно покорять кардиозону, часами тренируясь на беговой дорожке или эллиптическом тренажере, либо посещают групповые классы (как на «суше», так и в воде). И это правильный подход, ведь именно кардио- или аэробные тренировки, заставляют наш организм использовать подкожный жир, как источник энергии для работающих мышц.

Похудение – процесс длительный, и чем больше у вас лишнего веса, тем дольше вы будете идти к заданной цели. Но если вы взялись за себя серьезно, регулярно тренируясь (не меньше 45 минут за сессию), и соблюдаете правильное питание, то вы смело можете подключить к своему режиму самый популярный жиросжигатель: л-карнитин. Это абсолютно безопасное вещество, которое, во-первых, повышает выносливость сердечной мышцы, а во-вторых, ускоряет метаболизм (обменные процессы) в жировых клетках, помогая их интенсивнее использовать как источник энергии для работающих мышц. Но именно вовремя кардиотренировок! Другими словами, если вы будете применять л-карнитин во время силовых, либо просто как БАД в течение дня или перед сном, то вы потратите деньги впустую.

Л-карнитин продается в составе напитков, концентратах и в виде пластиковых ампул с разной дозировкой. Как правило, л-карнитин принимают для максимальной эффективности за 30 минут до кардиотренировки в дозировке 1500-2000 мг. Именно поэтому напитки, содержащие л-карнитин, которые обычно пьют непосредственно во время занятий, не так эффективны, ведь действующее вещество просто не успевает усвоиться. Поэтому если вы хотите сэкономить, покупайте бутылки с концентратом: они снабжены мерным стаканчиком для удобства дозирования, либо попробуйте ампулированные формы, где одна ампула – одна порция.

ВСАА В прошлой своей статье я рассказывал о самом популярном виде спортивного питания – протеинах или белковых напитках. Они отлично подходят тем, кто тренируется в тренажерном зале с целью увеличения мышечной массы и силы. Протеин позволяет набирать нужное количество белка в сутки при соответствующих нагрузках, как правило, из расчета два грамма белка на килограмм веса тела. Но при регулярных тренировках одного протеина уже недостаточно.

Дело в том, что непосредственно во время занятий под действием гормона кортизола происходит разрушение мышечной ткани, что сказывается на выносливости и силовых показателях. Чтобы «защитить» мышцы и сделать тренировки более эффективными, применяют особый вид аминокислотных комплексов, которые называются ВСАА или аминокислоты с разветвленными боковыми цепями.

Как известно, существует 20 основных аминокислот, ВСАА – это всего три из них, но благодаря своей молекулярной структуре они обладают свойством защищать мышцы от разрушения именно во время тренировки. Более того, они подпитывают мышечные волокна энергией, что повышает их силу. ВСАА отлично подходят тем, кто работает над увеличением мышечной массы, и тем, кто работает над «рельефом».

ВСАА продаются в виде капсул, таблеток, порошков, которые необходимо растворять в воде и, в отличие от л-карнитина, их можно пить непосредственно во время тренировки. Дозировка зависит от компании производителя и формы выпуска, вся информация содержится на упаковке и не стоит игнорировать таковую.

Креатин Одна из самых популярных добавок у тех, кто работает над развитием взрывной силы – это белый кристаллический порошок. Он обладает способностью давать энергию мышцам в момент, когда мы работаем с таким весом, с которым можно выполнить не больше шести повторений за подход. Дело в том, что при таком режиме работы мышцы черпают энергию не из углеводов, как при режиме «больше шести повторений», и не из жировых клеток, как при кардио, а именно из креатина, который высвобождает энергию при кратковременной работе.

Применение креатина существенно увеличивает силовые показатели именно благодаря этому свойству. Но чтобы креатин «работал» важно правильно пройти фазу «загрузки», без которой добавка просто не будет работать максимально эффективно. Для этого первую неделю вы употребляете 20 граммов креатина в день и, начиная со второй недели, уже пять граммов в сутки.

После применения креатина в течение месяца лучше сделать перерыв, иначе добавка просто перестанет быть эффективной. Еще очень важно, что креатин необходимо применять с сахаром, без которого не будет нормального усвоения мышечными клетками. И чтобы не употреблять столовый сахар, который сам по себе является не очень полезным продуктом, принимайте креатин с 200-граммовым пакетиком виноградного сока. Лучшее время приема креатина – за 30 минут до тренировки.

Гейнер для набора массы Креатин ВСАА + Аргинин в подарок, цена 1480 грн.

Идеальный комплект для набора массы подходит для

профессионалов и новичков!

Это усиленный комплект проверенный десятилетиями — так сказать полный комплект для набора массы.

Ожидаемый результат 4-5 кг. за курс набора массы (1 месяца)

• Что влияет на результат?
  • Программа тренировок должна быть построена на массу — это важно;
  • Рацион питания должен быть тоже подстроен для массо-набора (5-6 разовое питание) + спортивное питание;

ВНИМАНИЕ! Клиентам нашего магазине доступна возможность персональной консультации по набору массы для мужчин и девушек, при необходимости написание программы тренировок для набора массы на месяц

В Акционный комплект входит:

• 3 кг. Гейнера комплексного Rapid ANABOLIC Growth Formula:
  • хватает на 30 дней приема для курса набора массы
    • это запас комбинированных углеводов с витаминами и минералами
  • в связке с креатином и аминокислотами BCAA дает результат в 2 раза лучше, по этому мы предлагаем Вам купить эффективную связку спортивного питания для максимального 100% результата
  • вкусы на выбор

• 300 г. Креатина моногидрата Intensive five:
  • Набор массы
  • Рост силы — силовые растут начиная с 5-6 дня приема креатина имеет накопительный эффект
  • Увеличение выносливости — сможете больше и интенсивней тренироваться не чувствуя усталости
  • Хватает на 30 дней приема = 90 порций
  • Вкус на выбор

• 500 г. Аминокислот BCAA HMB Stacked 2:1:1
  • Стимулирует рост мышечной массы за счет содержания аминокислоты Лейцин
  • Восстанавливает мышцы за счет аминокислоты Валин
  • Защита мышц от разрушения за счет аминокислоты Изолейцин
  • Вкусы на выбор

• 200 г. Аргинина Aminopure
• обеспечивает гарантированно высокий уровень энергии перед тренировкой и незамедлительный pump-эффект — объем, налитость и рельефность мускулов
• Arginine Aminopure идеальной добавкой для спортсменов, которые желают качественно увеличить результативность тренировок и набора массы
• аргинина повышает уровень GH (гормон роста, ГР).

ЗАКАЗ / КОНСУЛЬТАЦИЯ В ОДИН КЛИК:

 

креатина или протеина: что лучше всего подходит для ваших целей?

Две самые популярные добавки для тренировок — это креатин и протеин. Многие люди путают эти два понятия, поскольку они оба основаны на аминокислотах и ​​могут помочь в наращивании силы и мышечной массы.

Но что лучше для вашего образа жизни и фитнес-целей?

Что такое креатин?

Креатин — это популярная добавка, которую люди принимают, которая помогает им в достижении целей в поднятии тяжестей, поскольку обеспечивает энергию, необходимую для наращивания мышечной массы.Это органическое соединение, которое уже содержится в вашем теле естественным образом, и его цель — помочь молекулам АТФ (аденозинтрифосфата) расщепляться с высвобождением энергии.

Креатин известен своей способностью увеличивать мышечную силу. Креатин является производным аминокислот, и хотя сам по себе он обладает очень небольшой мощностью, он может соединяться с фосфатами в вашем теле, чтобы произвести прилив энергии.

Более 95% естественного креатина вашего тела хранится в ваших скелетных мышцах, ожидая своего использования.Это делает креатин идеальным для кратковременного повышения энергии, необходимой для тяжелой атлетики или высокоинтенсивных тренировок.

Что такое белок?

Сывороточный протеин и казеин — это протеины, полученные из молочных продуктов, и, поскольку молочные продукты могут быть расщеплены на высококачественный протеин, они являются отличным источником дополнительного протеина.

После тренировки, особенно после тренировки с высоким сопротивлением, белок необходим для восстановления мышц. Во время тренировки ваши мышцы слегка ломаются.Белок необходим вашему организму для создания новых клеток и восстановления мышц.

Связано: Следует ли вам употреблять белок перед тренировкой?

Креатин или протеин лучше для тренировок?

Ваше предпочтение креатина и протеина будет основано на ваших индивидуальных целях.

Если вы стремитесь к силовой цели, например, поднимаете определенный вес, то креатин даст вам необходимый заряд энергии. Для долгосрочных результатов протеин поможет восстановить мышцы, которые со временем будут увеличивать вашу силу.

Какие добавки и в каком количестве вы принимаете, будет зависеть от того, чего вы хотите от своего питания и тренировок. Имейте в виду, что креатин и белок также не исключают друг друга. Вы можете принимать оба одновременно.

Связано: 5 продуктов, которые помогут вам нарастить мышцы

Одно из самых больших различий — когда принимать эти добавки. Белок лучше всего принимать сразу после тренировки, чтобы помочь вашему телу восстановиться, но креатин можно принимать в любое время, если вы принимаете его относительно постоянно.

И креатин, и белок обладают разными, но полезными свойствами. Независимо от того, принимаете ли вы креатин, протеин или и то, и другое, вы на твердом пути к повышению эффективности тренировок. Поговорите со своим врачом, прежде чем начинать принимать какие-либо добавки.

Еда в соответствии с вашими внутренними часами

Циркадное голодание — это метод приема пищи, который согласовывается с внутренними часами вашего тела. Этот режим питания может совпадать с практикой прерывистого голодания, но суточное голодание более сильно подчеркивает более раннее окно приема пищи.Фактически, суточные методы голодания основаны на представлении о том, что как современные привычки выбора времени приема пищи — трехразовое питание (плюс закуски), так и способность не ложиться спать после наступления темноты способствуют принятию пищи в ночное время и, следовательно, могут нарушить естественные ритмы организма и негативно повлиять на метаболическое здоровье. . Вот что вам нужно знать о голодании с циркадным ритмом.

Циркадные ритмы — это 24-часовые циклы с соответствующими физиологическими, психическими и поведенческими изменениями. [1] Цикл обычно можно разделить на две фазы: время бодрствования (светлая фаза) и время сна (темная фаза). [2] С эволюционной точки зрения светлая фаза предназначена для активности и приема пищи, тогда как темная фаза предназначена для отдыха и восстановления.

Супрахиазматические ядра гипоталамуса (SCN) — это главные циркадные часы вашего тела. Это часть мозга, отвечающая за получение сообщений от светочувствительных клеток сетчатки глаза. [3] Когда он подвергается воздействию света, SCN посылает сигналы, чтобы разбудить вас. Когда темно, SCN сигнализирует, что пора ложиться спать.Также существуют периферические часы по всему телу в клетках и органах (например, в мышцах или поджелудочной железе). Исследования генов показывают, что более 10% экспрессируемых генов в любом органе демонстрируют циркадные колебания. [4] И хотя циркадные часы работают иерархически — главные часы подают сигналы на периферию — некоторые органы могут выражать свой собственный ритм независимо от контроля SCN.

Свет является основным таймером для этих часов, но они также могут быть увлечены — или синхронизированы — как с биологическими ритмами, такими как гормоны и температура тела, так и с внешними ритмами, такими как кормление и голодание. [5]

Гормоны, связанные с циркадными ритмами

SCN участвует в метаболических путях множества гормонов, которые демонстрируют суточные колебания.

Мелатонин: Мелатонин — это гормон, который способствует циклу сна / бодрствования, и его выработка стимулируется в темноте, достигая пика примерно с полуночи до 3 часов ночи. Свет останавливает выработку мелатонина. [5]

Кортизол: Кортизол, гормон стресса, находится на самом высоком уровне утром, около 7 или 8 часов утра. Это обеспечивает повышение стресса, необходимое для того, чтобы помочь вам встать с постели.[5]

Инсулин: инсулин — это гормон, который помогает снизить уровень сахара в крови. Его пиковая секреция происходит около 17:00. и опускается до самого низкого уровня в 4 часа утра [5]

Тестостерон: Пик тестостерона наблюдается между 5:30 и 8 часами утра, а самые низкие уровни циркулирующего тестостерона наблюдаются примерно через 12 часов. [6]

Отношение температуры тела к внутренним часам тела

Температура тела может колебаться от 0,45 до 0,9 градусов по Фаренгейту в день. Самая низкая температура тела достигается примерно в 4 градуса.м. и самый высокий — около 18:00. Это колебание довольно стабильно ежедневно — даже во время лихорадки. [7]

Взаимодействие пищи и циркадных ритмов

Взаимосвязь между приемом пищи и циркадными ритмами взаимна. Циркадные ритмы могут влиять на потребление энергии и метаболизм, но прием пищи также может влиять на экспрессию некоторых из этих генов периферических часов. [2] Например, хотя инсулин естественным образом достигает пика в течение дня и снижается ранним утром, обильные приемы пищи или закуски на ночь все равно вызывают выброс инсулина — против естественной каденции гормона.

Циркадные ритмы способны адаптироваться к биологическим изменениям и изменениям окружающей среды. Но некоторые из этих изменений могут стать деструктивными и привести к смещению циркадных ритмов. Было показано, что беспорядочный режим питания и сна увеличивает риск хронических заболеваний и нарушений обмена веществ, а также отрицательно влияет на микробиом кишечника. [8, 9]

Итак, скажем, студент колледжа регулярно до 2 часов ночи занимается. Яркая библиотека и экранная подсветка могут подавлять и задерживать естественную выработку мелатонина в организме.Поздняя ночь также может привести к позднему перекусу, повышению уровня инсулина и наполнять организм энергией в то время, когда оно физиологически более подготовлено к отдыху и восстановлению. Задержка секреции мелатонина может также сдерживать секрецию кортизола по утрам, поскольку эти два гормона связаны между собой. [5] Вместе эти гормональные изменения могут нарушить работу вашего внутреннего будильника и вызвать утреннюю сонливость.

Один из способов потенциально предотвратить это нарушение и синхронизировать ваши внутренние часы — суточное голодание.

Циркадный пост обычно означает сужение окна приема пищи до дневных часов (светлая фаза) и голодания в ночное время (темная фаза). [2] Так как циркадные ритмы разделены на два 12-часовых окна, минимальный пост — это 12-часовой пост в ночное время, но при желании голодание может быть увеличено до 16 часов. Это позволяет иметь восьми-двенадцатичасовое окно приема пищи, обычно начинающееся с утреннего приема пищи и заканчивающееся вечером. Таким образом, восьмичасовое циркадное окно приема пищи может быть с 10 часов утра.м до 18:00 а 12-часовое окно приема пищи может быть с 8 утра до 8 вечера.

По сравнению с прерывистым голоданием, при циркадном голодании приоритет отдается более раннему периоду приема пищи в течение дня. Прерывистое голодание, особенно ограниченное по времени кормление, включает более длительные стандартные голодания, составляющие 16 часов, и восьмичасовое окно приема пищи, которое может происходить в любое время суток. Многие люди, практикующие ограниченное по времени кормление, предпочитают голодать всю ночь и не прерывают его до полудня.

Исследования на людях, изучающие взаимодействие пищи, питания, циркадных ритмов и здоровья, все еще находятся на ранних стадиях, но основное внимание уделяется здоровью обмена веществ и воспалению.

Может улучшить показатели метаболического здоровья

Время приема пищи наиболее изучено из-за его роли в регуляции энергии, веса и индекса массы тела (ИМТ). [10] Например, исследования показывают, что раннее пиковое потребление энергии (до 15:00) связано с более низким общим потреблением калорий, более качественной диетой и более структурированным режимом питания. И наоборот, более высокий процент дневных калорий, потребляемых ночью, и пищи после 20:00. связаны с более высоким ИМТ и жировыми отложениями.[10]

И это может быть связано с благоприятными метаболическими изменениями, которые происходят после еды утром по сравнению с вечером, хотя почему эти изменения происходят, не совсем понятно. Эти изменения включают: [11]

• Улучшенный контроль сахара в крови
• Повышенный термический эффект пищи (организм тратит больше энергии на расщепление пищи)
• Повышенное всасывание питательных веществ в кишечнике

Небольшое перекрестное испытание 2019 года показало, что 12-часовое окно приема пищи (с 8 а.м. до 20:00) в течение четырех дней значительно снизили среднесуточный уровень глюкозы, изменили липидный обмен и положительно повлияли на экспрессию генов циркадных часов в этих периферийных органах. [12] Сочетание плохого сна и нарушения циркадных ритмов также может влиять на реакцию сахара в крови на пищу. Исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Physiology в октябре 2021 года, показало, что хроническое ограничение сна в сочетании с повторяющимися нарушениями циркадных ритмов значительно повышает уровень сахара в крови после утреннего приема пищи.[13]

Хотя точный механизм того, как эти ритмические биологические изменения влияют на метаболическое здоровье, еще полностью не изучен, текущие данные показывают, что предварительная загрузка пищи в начале дня улучшает контроль сахара в крови и регуляцию энергии, а также нарушение циркадных ритмов (например, через работа в ночную смену) отрицательно влияет на метаболизм. [11]

Может уменьшить воспаление

Частота и время приема пищи могут влиять на маркеры воспаления, такие как вчСРБ, который представляет собой белок, обнаруживаемый в вашей крови как маркер воспаления.В одном исследовании были собраны данные о потреблении калорий 2650 участниками в период с 17:00. полночь, частота их приема пищи и продолжительность ночного поста. Анализ данных показал, что каждые 10% увеличения доли потребляемых за ночь калорий были связаны со значительно более высокой концентрацией вчСРБ независимо от других факторов образа жизни. [15] Исследователи пришли к выводу, что более частое питание, снижение потребления энергии в ночное время и более длительное голодание могут помочь уменьшить воспаление.

Хотя это исследование иллюстрирует потенциальную связь между временем и частотой приема пищи и воспалением, необходимы дополнительные исследования, чтобы понять все эффекты.

Хотя голодание — не новая практика, исследования синхронизации окна кормления и голодания с циркадными ритмами все еще развиваются. Большинство исследований на людях носят корреляционный характер или предполагают небольшое количество участников и непродолжительную продолжительность. [15]

По сравнению с прерывистым голоданием, когда вы можете установить окно приема пищи и голодания, когда захотите, суточное голодание требует, чтобы вы прерывали голодание раньше днем ​​и начинали его вечером, чтобы совпасть с восходом и заходом солнца. Однако в современном обществе может быть сложнее получить основную часть калорий в начале дня, поскольку поздние ужины после работы или после того, как забирают детей с тренировки, являются обычным явлением. Чтобы придерживаться циркадного режима приема пищи, вам, возможно, придется более внимательно следить за тем, когда вы едите. А поскольку в зимние месяцы световой день сокращается, период голодания не должен сокращаться вместе с ним, хотя вы можете сделать это по своему усмотрению. Тело способно справиться с такими сезонными колебаниями (даже если на 4 р.м.) и соблюдение большей части окна приема пищи в начале дня может поддерживать ваш циркадный ритм. [10]

Если вы не уверены, подходит ли вам суточное голодание или голодание в целом, проконсультируйтесь с врачом.

• Циркадные ритмы — это 24-часовые циклы с соответствующими физиологическими, психическими и поведенческими изменениями
• Эти ритмы можно синхронизировать с гормонами, температурой тела, приемом пищи и голоданием.
• Циркадное голодание описывает схему приема пищи и голодания, которая может помочь синхронизировать те ритмы, которые сосредоточены на приеме пищи в основном в дневное время и голодании в ночное время.
• Исследования все еще развиваются, но получение большей части пищи и энергии в начале дня связано с лучшим контролем уровня сахара в крови, статусом веса и маркерами воспаления.

InsideTracker в настоящее время рекомендует периодическое голодание для достижения определенных целей в области здоровья, например, для здорового старения. Хотя это не является строго циркадным голоданием, окно приема пищи можно адаптировать к более раннему дню, чтобы оно соответствовало дневному времени и напоминало график суточного голодания.

Качественный сон также играет важную роль в суточном голодании и общем состоянии здоровья. InsideTracker анализирует биомаркеры, такие как кортизол, глюкоза и витамин D, в сочетании с данными ваших фитнес-трекеров, чтобы предоставить персональные рекомендации по улучшению качества сна. Хотите знать, как начать? Купите любой план крови InsideTracker и синхронизируйте свой фитнес-трекер с приложением InsideTracker. Если ваша цель — улучшить сон, выберите Ultimate Plan, чтобы получить наиболее точные рекомендации.

---

Молли Кнудсен, MS, RDN

Молли — автор контента и диетолог в InsideTracker. Как зарегистрированный диетолог Молли любит знакомить людей с едой, которую они едят, и тем, как она влияет на их биомаркеры. Когда она не пишет о последних достижениях науки о питании, она, скорее всего, занимается йогой или отдыхает на пляже с хорошей книгой.

---

Список литературы

[1] https: //www.nigms.nih.gov/education/fact-sheets/Pages/circadian-rhythms.aspx

[2] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jne.12886

[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK546664/

[4] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25404320/

[5] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28165421/

[6] https://pubmed. ncbi.nlm.nih.gov/19088162/

[7] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK331/

[8] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28017879/

[9] https: // pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25

2/

[10] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jnc.15246

[11] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29861661/

[12] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31151228/

[13] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22496545/

[15] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26305095/

Основной причиной мышечной дистрофии Дюшенна является …

Введение

Сигнал от нейрегулина 1 (NRG) через его рост в эпидермисе Фактор (EGF) рецепторов ERBB1-4 выполняет основные функции в нескольких органах, таких как сердце, грудь и нервная система, включая центральные и периферические синапсы.Роль передачи сигналов NRG в скелетных мышцах является спорной. Для исследования сигнальных событий в мышечных волокнах мышечные трубки, образованные путем слияния миобластов, обычно используются в качестве эквивалента in vitro мышечных волокон . Мы уже сообщали, что в мышечных трубках, образованных из миобластов C2C12, передача сигналов NRG через гетеродимерные рецепторы ERBB2 / 4 фосфорилирует α-дистробревин 1 (α-DB1) ¹ , один из компонентов комплекса белков, ассоциированных с дистрофином (DAPC). DAPC связывает внутриклеточный актиновый цитоскелет с внеклеточным матриксом и, таким образом, как полагают, обеспечивает структурную стабильность во время мышечной активности.DAPC, помимо дистрофина, белка 427 кДа, состоит из нескольких других белков, таких как α- и β-дистробревины, дистрогликаны, саркогликаны, саркоспан, синтрофины и ламинины. В нервно-мышечном синапсе DAPC также образуется с помощью утрофина, также белка 427 кДа, вместо дистрофина. Фосфорилирование α-DB1 посредством передачи сигналов NRG / ERBB стабилизировало рецепторы ацетилхолина (AChR) в нервно-мышечном синапсе ^1,2 .

Пациенты с мышечной дистрофией Дюшена и Беккера (D / BMD) имеют мутации в гене дистрофина, приводящие к экспрессии усеченного белка дистрофина ^3–6 . Основная часть исследований МДД утверждает, что недостаток дистрофина в скелетных мышцах является причиной МДД. У мышей, помимо мышечной дистрофии, отсутствие дистрофина вызывает фрагментацию нервно-мышечного соединения (НМС) ⁷ , аналогичную фрагментации НМС, связанной с потерей передачи сигналов NRG / ERBB ¹ . Недостаток дистрофина, помимо того, что вызывает мышечные дистрофии, приводит к кардиомиопатии ⁸ , а также является причиной нескольких болезненных состояний в головном мозге ⁶ .Важность передачи сигналов NRG для нормального сердечного развития у мышей была твердо установлена ​​тем фактом, что устранение NRG, ERBB4 или ERBB2 приводит к преждевременной смерти во время середины беременности ^9-11 . В сердечной мышце передачи сигналов NRG / ERBB4 достаточно для пролиферации кардиомиоцитов и восстановления сердечного повреждения ¹² , но знания о детальных механизмах передачи сигналов и целевых белках, с помощью которых это было достигнуто, отсутствуют. Цель этого исследования состояла в том, чтобы идентифицировать функцию передачи сигналов NRG / ERBB в мышцах и, поскольку он фосфорилирует α-DB1 в комплексе DAPC, определить, играет ли он функциональную роль в мышечной дистрофии, идентифицируя нижестоящие цели передачи сигналов.

Методы

Культура клеток, клеточные линии, трансфекции

Erbb2 / 4 dKO и loxP, фланкированные миобластами Erbb2 / 4 (любезный подарок от M. Courtet, ранее описанный ¹ ), а также  α-дистробревин KO (α-db ^{— / —} ) миобласты ¹³ (любезный подарок от Б. Павликовски и М. Маймона (Медицинский университет северной части штата, Государственный университет Нью-Йорка, Сиракузы, штат Нью-Йорк) и клетки C2C12 культивировали на Покрытые ламинином чашки (Roche) и при достижении 70–80% конфлюэнтности позволяли формировать мышечные трубки путем перехода на среду дифференциации (2% лошадиной сыворотки, 1% пенициллин / стрептомицин (Sigma-Aldrich), DMEM (Sigma-Aldrich)). .Миобласты трансфицировали экспрессирующими конструкциями с использованием Fugene HD (Promega, Мэдисон, Висконсин) в соответствии с их протоколом, когда они достигли 70% слияния. Конструкции экспрессии для GFP-α-DB1 и GFP-α-DB1-P3 были подарками от J.R. Sanes (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс) и C. Mouslim (Мичиганский университет, Анн-Арбор, Мичиган), соответственно. Затем трансфицированные миобласты сортировали на клетки EGFP ⁺ с использованием сортировщика клеток притока (Becton Dickinson). Чтобы получить более 90% положительной популяции EGFP ⁺ , миобласты сортировали по крайней мере дважды с фазой культивирования клеток (3–4 пассажа) между каждой сортировкой.

Вестерн-анализ

Миотрубки из 10-см культуральных чашек собирали в 600 мкл лизирующего буфера, и белковые комплексы подвергали иммунопреципитации, как описано ранее ^1,14 с модификациями. Вкратце, мышечные трубки, собранные в ледяном буфере для лизиса (10 мМ Na ₃ PO ₄ , pH 7,8, 150 мМ NaCl, 5 мМ EDTA, 1 мМ EGTA, 1% Triton X-100, смесь ингибиторов протеаз (Roche ), и ингибиторы фосфатазы Pic1 и Pic2 (Sigma-Aldrich)) гомогенизировали в гомогенизаторе Dounce и инкубировали в течение 3 часов при 4 ° C с мышиным моноклональным синтрофинным антителом 1351, связанным с белком G (4 мкл / 80 мкл шариков белка G, Abcam , каталожный номер ab11425). Затем шарики промывали в буфере для лизиса, содержащем ингибиторы протеаз, но без Triton X-100, ресуспендировали в 3-кратном загрузочном буфере SDS (150 мМ трис-HCl [pH 6,8], 300 мМ дитиотреитол [добавлен непосредственно перед использованием], 6% SDS, 0,3% бромфенолового синего и 30% глицерина) и денатурировали (94 ° C, 3 мин) перед загрузкой на 8% акриламид / 0,8% бис-акриламид (рис. 1 A и B) или градиент 6-8% / 0,8% бис-акриламид (рис. 2B) гели SDS-PAGE, забуференные трис-глицином.

Рис. 1. Уровни дистрофина и атрофина в миотрубках

Erbb2 / 4 dKO.

( A и B ), вестерн-блоттинг иммунопреципитированных белков DAPC из мышечных трубок с экзонами, фланкированными loxP гена Erbb2 и Erbb4 (дорожки 1-3) и Cre-опосредованным нокаутом и Erbb2 гены Erbb4 (дорожки с 4 по 6), обнаруженные с помощью антител к дистрофину ( A ) и атрофину ( B ). Дорожки с 1 по 3 и с 4 по 6, каждая, представляют один и тот же эксперимент, проведенный независимо и загруженный на один и тот же гель. Нижняя часть блота показывает обнаружение синтрофина, который служил в качестве контроля загрузки.Обнаруженный иммуноглобулин G (IgG) представляет собой антитело к синтрофину, используемое для иммунопреципитации. Поскольку вестерн-блот в ( A ) был очищен от антител и использован в ( B ), контроль загрузки в ( B ) применяется как к A , так и к B . ( C и D ) Данные количественной ПЦР уровней дистрофина ( C ) и атрофина ( D ) в миотрубках C2C12 относительно Erbb2 / 4 dKO ( erbb2 / 4 ^{— / —} ) миотрубки.Уровни экспрессии нормализовали по экспрессии рибосомного белка L8 (rL8). Этот эксперимент проводился как минимум дважды с аналогичными результатами. Этот рисунок был ранее опубликован в патенте (патентная ссылка: WO 2017/036852 A1), но авторское право принадлежит автору.

Рисунок 2. Уровни экспрессии дистробревина 1 в миотрубках

Erbb2 / 4 dKO и связь с DAPC.

( A ) данные КПЦР экспрессии α-дистробревина 1 в миотрубках Erbb2 / 4 dKO (erbb2 / 4 ^{— / —} ) относительно миотрубок C2C12. Уровни экспрессии нормализовали по экспрессии рибосомного белка L8 (rL8). Этот эксперимент проводился как минимум дважды и дал аналогичные результаты. ( B ) Вестерн-блоттинг контрольных и трансфицированных мышечных трубок C2C12 и дистробревина KO (db ^{— / —} ) после IP DAPC и обнаружения дистробревина и EGFP-дистробревинов (GFP-DB1 и GFP-DB1-P3 с 3 мутированными сайты фосфорилирования тирозина) с антителами против α-дистробревина 1. Мышечные трубки дистробревина КО, трансфицированные EGFP-DB1, по-видимому, утратили экспрессирующую конструкцию, однако повторный эксперимент показал экспрессию трансфицированной конструкции (см. Необработанные данные).После обнаружения синтрофина (нижняя панель) блот удаляли и использовали для обнаружения дистробревина (верхняя панель). Нижняя панель на рисунке 2b (обнаружение синтрофина) была ранее опубликована в патенте (патентная ссылка: WO 2017/036852 A1), но авторские права принадлежат автору.

Гели

переносили на PVDF-мембраны (Millipore) и подвергали разработке ECL (Thermo Fisher Scientific) после инкубации с первичными и вторичными антителами. В качестве блокирующего реагента использовали БСА (3%).Были использованы следующие первичные антитела: кроличьи антидистрофиновые (h400) поликлональные (разведенные 1: 400, каталожный номер sc-15376) и мышиные антиутрофиновые (55) моноклональные (разведенные 1: 400, каталожный номер sc-136116) из Santa Cruz Biotechnology, Inc., мышиный моноклональный антисинтрофин 1351 (4 мкл антитела / 80 мкл шариков протеина G для лизата из 10-сантиметровой чашки для культивирования мышечных трубок, номер по каталогу ab11425) от abcam, кроличьи анти-α-дистробревин (1: 1500; любезный подарок DJ Blake и R. Nawrotzki, Университет Кардиффа, Уэльс, Великобритания) и кроличий анти-α-синтрофин 258 (5 мкг / мл для вестернов; любезный подарок от Стэнли К.Френер и Марвин Адамс, Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон). Вторичные антитела козьих антител против IgG-HRP мыши (каталожный номер sc-2005) и козьих антител против кроличьих IgG-HRP (каталожный номер sc-2004) (Santa Cruz Biotechnology, Inc.) использовали в разведении 1: 5000.

Выделение РНК

и кПЦР

Выделение РНК

и кПЦР выполняли, как описано ранее ¹⁵ , и метод 2 ^-ΔΔCt использовали для анализа относительных изменений экспрессии генов. РНК из культур миотрубок выделяли с помощью TRIzol (Invitrogen) в соответствии с их протоколом.Обработку ДНКазой I (Promega) и обратную транскрипцию проводили на 1 мкг общей РНК со случайными праймерами и обратной транскриптазой с надстрочным индексом от Invitrogen в соответствии с их протоколом. кДНК разводили 1: 5 перед использованием в кПЦР, которую проводили со смесью SyBR Green (Applied Biosystems) с использованием машины Applied Biosystems StepOne с двухэтапной ПЦР (60 ° C, 1 мин и 95 ° C 15 с) в течение 40 циклов. с помощью стандартной программы. Смесь для количественной ПЦР была приготовлена ​​следующим образом: 12,5 мкл смеси SyBR Green, 2.По 5 мкл 3 мкМ раствора каждого прямого и обратного праймеров, 1 мкл разбавленной кДНК и довели до 25 мкл общего объема стерильной водой. Каждый образец для ПЦР в реальном времени был выполнен в трех экземплярах, и было взято среднее из трех полученных значений. Следующие праймеры, предназначенные для распознавания экзонов с по крайней мере одним интроном между ними для каждой пары праймеров, были использованы для амплификаций дистрофина, утрофина, дистробревина и рибосомного белка L8 (rL8): прямой дистрофин, 5′-GATGATGAACATTTGTTAATCCAGC-3 ‘и обратный, 5’-CATATTCTGCTTGCAGATTCCTG-3 ‘; атрофин вперед, 5’-CTAAACTCCTGCGGCAGCAC-3 ‘и обратный,’ -GTGTCAAGTGAGTAGCTCAATGC-3 ‘, дистробревин (экзон 22) вперед, 5′-AACCCAACCTTGCTGGCAGAATG-3’ и обратно ‘(экзон 26GCAG) (ген нормализации) прямой, 5’-ACTGGACAGTTCGTGTACTG-3 ‘и обратный, 5′-GCTTCACTCGAGTCTTCTTG-3’.

Результаты

Передача сигналов NRG / ErbB необходима для экспрессии дистрофина

Мы ранее сообщали, что существуют две изоформы α-DB1, связанные с DAPC, белок 75 кДа и белок ¹ кДа. Эти два белка α-DB1 соответствуют ранее описанным белкам между 66-97 кДа, причем меньший белок содержит больше фосфотирозина ¹⁶ . Мы также продемонстрировали, что устранение рецепторов ERBB2 / 4 привело к отсутствию фосфорилирования 75 кДа белка ¹ и что более низкие уровни этой изоформы α-DB1, связанной с DAPC, по сравнению с изоформой 89 кДа.Однако в мышечных трубках с интактными рецепторами ERBB2 / 4, например, в мышечных трубках C2C12, мы не наблюдали такой разницы в уровнях этих двух изоформ ¹ . В отсутствие передачи сигналов NRG / ErbB мы также наблюдали фрагментацию кластера AChR как in vitro, в мышечных трубках, так и in vivo в мышечных волокнах. Подобные наблюдения были сделаны на мышах MDX, дефицитных по дистрофину. Мыши Mdx имеют снижение всех изоформ дистробревина в сарколемме ¹⁷ и, следовательно, в DAPC, а также фрагментацию кластера AChR ⁷ в мышцах по сравнению с мышами дикого типа.Эти наблюдения позволили предположить, что недостаток или пониженный уровень дистрофина, возможно, вызвал уменьшение белка α-DB1 75 кДа, связанного с DAPC, и фрагментацию кластера AChR в миотрубках dKO Erbb2 / 4 , что означает, что одна из мишеней Передача сигналов NRG / ERBB — это дистрофин.

Для исследования этого были использованы миотрубки Erbb2 / 4 dKO, полученные из иммортализованных миобластов Erbb2 / 4 dKO ¹ , и миотрубки, образованные из миобластов, содержащих гены loxP, фланкированные Erbb2 / 4 , перед трансфекцией рекомбинантой Cre.Оба рецептора ERBB2 и ERBB4 были удалены в скелетных мышцах для устранения передачи сигналов NRG ¹ , потому что рецепторы ERBB4, помимо образования гетеродимеров, также могут образовывать гомодимеры, а ERBB2 может гетеродимеризоваться с ERBB3 ¹⁸ . Кроме того, поскольку культивируемые мышечные трубочки секретируют NRG ¹⁹ , внешнее добавление NRG не было необходимым, что было продемонстрировано для фосфорилирования α-дистробревина 1 с помощью передачи сигналов NRG / ERBB ¹ .

В трех независимых экспериментах (Рис. 1A) каждый с использованием мышечных трубок, сформированных из разных клонов миобластов с loxP-фланкированными генами Erbb2 / 4, четко выявлялся дистрофин (дорожки 1-3).Однако дистрофин не был обнаружен в миотрубках Erbb2 / 4 dKO (дорожки 4-6), где рецепторы ERBB2 / 4 были удалены после Cre-опосредованной рекомбинации loxP, фланкированных Erbb2 / 4 генов. Утрофин, с другой стороны, был обнаружен в мышечных трубках с рецепторами ERBB2 / 4 и без них (Рисунок 1B), демонстрируя, что передача сигналов NRG / ERBB избирательно регулирует экспрессию дистрофина (Рисунок 3).

Рисунок 3. Схематическое изображение передачи сигналов нейрегулина (NRG) для стимуляции экспрессии дистрофина.

В нормальных условиях передача сигналов NRG через рецепторы ERBB2 / 4 (HER2 / 4) стимулирует экспрессию дистрофина, делая возможным образование нормального белкового комплекса, ассоциированного с дистрофином (DAPC). Если ген дистрофина содержит мутации или передача сигналов NRG заблокирована, то при отсутствии функционального дистрофина нормальный DAPC не образуется, что приводит к различным болезненным состояниям, таким как дилатационная кардиомиопатия, мышечная дистрофия Дюшенна / Беккера (D / BMD) и нервно-мышечная нестабильность синапсов.

Оценка уровней мРНК дистрофина и утрофина с помощью количественной ПЦР (Рисунок 1C, D) подтверждает, что не только экспрессия белка, но и экспрессия мРНК дистрофина отсутствует в Erbb2 / 4 dKO (показано на Рисунке 1 как erbb2 / 4 ^{— / —} ) миотрубки. Сигналы в кПЦР наблюдались только выше порога примерно в 34 циклах, что по сути является обнаружением неспецифической амплификации или фонового сигнала, тогда как обнаружение rL8, используемое для нормализации экспрессии дистрофина и атрофина, было выше порогового значения примерно в 22 циклах в Erbb2 / 4 образцов dKO и C2C12.Обнаружение мРНК дистрофина в клетках C2C12 с помощью кПЦР подтвердило, что праймеры, использованные для амплификации дистрофина, функционировали. Можно только заключить, что дистрофин присутствует в C2C12 и отсутствует в миотрубках Erbb2 / 4 dKO. Уровень не поддается оценке. Это связано с тем, что уровень дистрофина в C2C12 был относительно уровня в миотрубках Erbb2 / 4 dKO, для которых в кПЦР были получены по существу фоновые неспецифические значения из-за отсутствия мРНК дистрофина. Обнаружение утрофина (рис. 1D) с использованием того же препарата РНК / кДНК, который использовался для обнаружения дистрофина, подтвердило, что препарат кДНК из миотрубок Erbb2 / 4 dKO был интактным.Экспрессия утрофина в миотрубках Erbb2 / 4 dKO была снижена менее чем до половины (рис. 1D) по сравнению с миотрубками C2C12, что может быть связано с отсутствием передачи сигналов NRG, поскольку сообщалось, что NRG в некоторой степени стимулирует экспрессию утрофина ²⁰ . Миотрубки, сформированные из миобластов C2C12, использовали в качестве контроля для кПЦР вместо мышечных трубок, содержащих гены Erbb2 / 4 , фланкированные loxP (используемые для вестерн-блоттинга на фиг. 1A, B), поскольку фланкированный loxP ген Erbb4 ²¹ является геном . гипоморф из-за вставки кассеты neo-селекции и, следовательно, уровни мРНК дистрофина, возможно, были затронуты (передача сигналов NRG через ERBB2 / 4 стимулирует экспрессию дистрофина, и снижение экспрессии Erbb4 могло повлиять на это).Это не проблема для обнаружения (не оценки) белка дистрофина в иммунопреципитированных образцах мышечных трубок, содержащих гены Erbb2 / 4 , фланкированные loxP. КПЦР на миотрубках Erbb2 / 4 dKO подтвердила отсутствие экспрессии дистрофина (рис. 1C), как это наблюдалось на вестерн-блоте (рис. 1A). Следовательно, передача сигналов NRG / ERBB необходима для экспрессии дистрофина. Однако мыши Erbb2 / 4 dKO не проявляли симптомов дистрофии ¹ .

Из-за наличия тканей и клеток, отличных от скелетных мышц и миобластов, таких как гладкие мышцы сосудов (VSM) и сателлитные клетки, в мышечных лизатах и ​​при первичной очистке миобластов у мышей Erbb2 / 4 dKO , это невозможно для устранения недостатка дистрофина в скелетных мышцах у этих мышей.В частности, было показано, что сателлитные клетки экспрессируют высокий уровень дистрофина ²² и все еще будут экспрессировать дистрофин у мышей Erbb2 / 4 dKO , поскольку промотор HSA, управляющий экспрессией рекомбиназы Cre, не активен ²³ , и, следовательно, рецепторы ERBB2 / 4 в этих камерах абляция не проводилась. Сопоставление экспрессии дистрофина в сателлитных клетках и в миофибриллах делает очень трудным отличить экспрессию дистрофина в сателлитных клетках от таковой в мышечных волокнах ²² .Сателлитные клетки, однако, по-видимому, обладают ограниченным потенциалом регенерации скелетных мышц ²³ и, следовательно, это не может полностью объяснить отсутствие симптомов дистрофии у мышей Erbb2 / 4 dKO.

Ассоциация α-DB1 с DAPC не зависит от его состояния фосфорилирования

Ранее мы продемонстрировали, что фосфорилирование α-DB1 75 кДа с помощью передачи сигналов NRG / ErbB стабилизировало AChR в NMJ ¹ и в Erbb2 / 4 мышечных трубок dKO, которые мы обнаружили на вестерн-блоттинге, после иммунопреципитации (IP) DAPC, показали более низкие количества белка α-DB1 75 кДа по сравнению с белком 89 кДа.Белок 89 кДа также распознавался антителом против α-DB1, но не проявлял фосфорилирования. Однако в IP, выполненном на миотрубках C2C12, мы обнаружили аналогичные количества белков 75 кДа и 89 кДа на вестерн-блотах ¹ . Следовательно, это повышает вероятность того, что фрагментация кластера AChR, наблюдаемая in vitro и in vivo , когда рецепторы ERBB2 / 4 отсутствуют, была связана не только с отсутствием фосфорилирования α-DB1, но также из-за низких количеств 75 кДа α-DB1, связанный с DAPC.Поскольку делеция Erbb2 / 4 вызывает недостаток дистрофина (рис. 1), такое низкое количество белка α-DB1, связанного с DAPC, может быть связано с: i) отсутствием дистрофина, поскольку уровни α-DB1 снижаются в сарколемма у мышей MDX ¹⁷ ; 2) из-за подавления экспрессии α-DB1 75 кДа, если передача сигналов NRG / ErbB обычно увеличивает его экспрессию; 3) из-за отсутствия фосфорилирования α-DB1 75 кДа, поскольку фосфорилирование могло стабилизировать его ассоциацию с DAPC.

Чтобы решить этот вопрос, кПЦР была проведена на кДНК из миотрубок Erbb2 / 4 dKO и контрольных миотрубок C2C12 с использованием праймеров, которые будут обнаруживать сообщение α-DB1 на основе последовательности мРНК (NCBI Ref.NM_207650.3), который экспрессировал бы белок дистробревин с расчетной молекулярной массой 76,817 кДа (NCBI Ref. NP_997533.1). И миотрубки Erbb2 / 4, dKO и C2C12 экспрессировали одинаковое количество α-DB1 (рис. 2А). Для образцов Erbb2 / 4 dKO и C2C12 экспрессия α-DB1 была выше порога примерно на 28 циклах, тогда как обнаружение rL8, используемое для нормализации экспрессии α-DB1, было выше порога примерно на 22 циклах. Как показано на фиг. 1, миотрубки, образованные из миобластов C2C12, использовали в качестве контроля вместо мышечных трубок, содержащих гены Erbb2 / 4 , фланкированные loxP, поскольку фланкированный loxP ген Erbb4 ²¹ является гипоморфом.Следовательно, более низкие количества 75 кДа α-DB1, связанного с DAPC в миотрубках Erbb2 / 4 dKO, не связаны с более низкими уровнями экспрессии α-DB1.

Чтобы выяснить, стабилизировало ли фосфорилирование α-DB1 75 кДа его ассоциацию с DAPC при наличии дистрофина, GFP-α-DB1 и GFP-α-DB1-P3, где три сайта фосфорилирования тирозина были мутированы ² , были экспрессированы в дистробревин КО (без дистробревина) ¹³ и в мышечных трубках C2C12 (экспрессирующий дистробревин).Оба, дистробревин с (GFP-α-DB1) или без (GFP-α-DB1-P3) сайтов фосфорилирования тирозина, связанных с DAPC, независимо от того, присутствует ли эндогенный дистробревин, как в мышечных трубках C2C12, или отсутствует, как в мышечных трубках дистробревина КО (Рисунок 2B). ), так как они могут быть сняты с IP DAPC. Следовательно, ассоциация α-DB1 75 кДа с DAPC не зависит от его состояния фосфорилирования. Интересно, что изоформа α-DB1 89 кДа не наблюдалась в этих культурах, но изоформа α-DB1 75 кДа постоянно наблюдалась.В этом конкретном эксперименте мышечные трубки дистробревина КО (db ^{— / —} на фиг. 2B), трансфицированные GFP-α-DB1, по-видимому, утратили свою экспрессионную конструкцию во время культивирования (фиг. 2B), и наблюдаемая полоса, скорее всего, возникла в результате перетекания. из соседнего колодца. Однако при повторении этого эксперимента (см. Необработанные данные) экспрессия трансфицированных конструкций наблюдалась во всех трансфицированных мышечных трубках. Контрольные мышечные трубочки не были трансфицированы, и, следовательно, экспрессия GFP-α-DB1 не была обнаружена, и, как и ожидалось, в мышечных трубках дистробревина KO, при вестерн-блоттинге не была обнаружена эндогенная экспрессия дистробревина.

Это означает, что наблюдаемая фрагментация кластера AChR in vitro в миотрубках Erbb2 / 4 dKO и in vivo в скелетных мышцах ¹ может быть связана с комбинацией уменьшенных количеств 75 кДа α-DB1 ассоциируется с DAPC и из-за отсутствия фосфорилирования (уменьшенного количества 75 кДа α-DB1) отсутствует передача сигналов NRG / ErbB, которая стимулирует экспрессию дистрофина и фосфорилирует α-DB1. Следовательно, отсутствие передачи сигналов NRG / ErbB, вызывающее фрагментацию кластера AChR, как это наблюдается in vitro в мышечных трубках, не компенсируется другим сигнальным путем in vivo , поскольку эта фрагментация кластера AChR также наблюдается in vivo ¹ .Уменьшение ассоциации α-DB1 75 кДа с DAPC, скорее всего, связано с отсутствием дистрофина, поскольку у мышей mdx, где присутствует передача сигналов NRG / ERBB, и, следовательно, α-DB1, связанный с DAPC, будет фосфорилироваться, менее дистробревин обнаруживается в сарколемме в мышцах, и наблюдалась фрагментация кластера AChR ¹⁷ . Следовательно, отмена передачи сигналов NRG / ErbB в мышечных трубках и скелетных мышцах приводит к фрагментации кластеров AChR, скорее всего, из-за отсутствия дистрофина и, как следствие, уменьшения ассоциации 75 кДа α-DB1 (который не будет фосфорилироваться) с DAPC. .

Набор данных 1. Необработанные изображения вестерн-блоттинга и необработанные значения Ct из кПЦР.

Набор данных 2. Сырые данные для рисунка 2.

Обсуждение

Ранее мы сообщали, что у мышей HSA-Cre / Erbb2 / 4 dKO потеря передачи сигналов NRG в скелетных мышцах привела к отсутствию фосфорилирования α-DB1 и его уменьшенная ассоциация с DAPC, приводящая к фрагментации кластера AChR ¹ . Текущее исследование показывает, что отмена передачи сигналов NRG / ErbB в мышечных трубках приводит к потере экспрессии дистрофина и что снижение ассоциации α-DB1 с DAPC не зависит от его состояния фосфорилирования.

Отмена передачи сигналов NRG / ERBB в скелетных мышцах приводит к специфической потере дистрофина, и это подтверждается: 1) миотрубками Erbb2 / 4 dKO не удается экспрессировать дистрофин, тогда как утрофин все еще экспрессируется; 2) Потеря передачи сигналов NRG / ERBB отменяет фосфорилирование 75 кДа α-DB1 и приводит к более низким количествам 75 кДа α-DB1, ассоциированного с DAPC ¹ . Точно так же у мышей mdx с дефицитом дистрофина выявляется меньшее количество изоформ дистробревина в сарколемме ¹⁷ ; 3) Уменьшение ассоциации α-DB1 с DAPC не зависит от состояния фосфорилирования α-DB1 (рис. 2B) и, следовательно, не связано с отсутствием опосредованного NRG / ErbB фосфорилирования α-DB1 в Erbb2 / 4. dKO мышечных трубок, но, скорее всего, из-за потери дистрофина; 4) Уменьшение ассоциации α-DB1 с DAPC не связано с подавлением экспрессии α-DB1 (рис. 2A) как следствие потери передачи сигналов NRG / ErbB; 5) Потеря передачи сигнала NRG / ERBB in vitro и in vivo приводит к фрагментации кластера AChR ¹ , подразумевая, что потеря передачи сигнала NRG / ERBB не компенсируется для in vivo другим сигнальным путем.

Уменьшение локализации дистробревина в сарколемме и фрагментация кластера AChR из-за недостатка дистрофина также наблюдаются у мышей mdx с дефицитом дистрофина. Однако в отличие от мышей mdx, мыши Erbb2 / 4 dKO не проявляют дистрофических симптомов ²⁴ . У этих мышей ²⁴ мышечные волокна были тщательно исследованы и централизованные ядра, отличительный признак DMD ^25,26 , не наблюдались. Также у этих мышей не наблюдалось атрофических волокон (дополнительная информация к ссылке 24) ²⁴ .Наконец, у мышей Erbb2 / 4 dKO также не была нарушена устойчивая сила мышц, и у них не было миастенического состояния ²⁴ . Однако у этих мышей обнаружен рефлекс разгибания задних конечностей (личное наблюдение), о котором также сообщалось для мыши HSA-CRE / Erbb2 KO ²⁷ . Мышь Erbb2 , фланкированная loxP, представляет собой ту же мышь, которую использовали в селекции для окончательного получения мыши HSA-Cre / Erbb2 / 4 dKO ²⁴ . Аномальное формирование мышечного веретена, описанное для мышей HSA-Cre / Erbb2 , не изучалось у мышей HSA-Cre / Erbb2 / 4 dKO, вероятно, потому что оно уже было описано для HSA-Cre / Erbb2 KO. мышь.

Причина, по которой мыши Erbb2 / 4 dKO не демонстрируют фенотип дистрофических мышц, наблюдаемый у мышей mdx, несмотря на отсутствие дистрофина, может быть связана со специфичностью промотора, который управляет экспрессией рекомбиназы Cre в этих условных условиях. КО мышей. У обеих мышей HSA-Cre / Erbb2 ²⁷ и HSA-Cre / Erbb2 / 4 dKO мышей ²⁴ , используемых в этом исследовании, экспрессия рекомбиназы Cre управляется промотором HSA, который активен в поперечно-полосатых мышцах. , скелетные и сердечные мышцы, но не гладкие мышцы сосудов (VSM) ^17,28,29 .Следовательно, рецепторы ERBB2 не будут удалены, и дистрофин все еще будет экспрессироваться в VSM, в отличие от скелетных мышц у этих мышей.

Интересно, что у мыши с условным нокаутом Erbb2 с экспрессией Cre, управляемой промотором мышечной креатинкиназы (MCK), MCK-Cre / Erbb2 действительно продемонстрировали нарушение регенерации мышц и потребность в ERBB2 для выживания мышечных веретен и миобластов. ³⁰ . Поскольку MCK экспрессируется как в скелетных мышцах, так и в VSM ³¹ , промотор MCK будет активен в этих тканях.Следовательно, у мышей, у которых экспрессия рекомбиназы Cre управляется промотором MCK, ERBB2 будет удален как в скелетных мышцах, так и в VSM, что приведет к потере экспрессии дистрофина в обоих типах мышц, что объясняет различную гистопатологию с HSA-Cre / Erbb2 / 4. мышей dKO.

У мышей HSA-Cre / Erbb2 / 4 dKO рецепторы ERBB2 / 4 и дистрофин в гладких мышцах кровеносных сосудов по-прежнему будут экспрессироваться, поскольку рекомбиназа Cre не будет экспрессироваться в VSM, позволяя формировать нормальную функциональную DAPC.Следовательно, VSM у этих мышей по-прежнему способствует увеличению притока крови к скелетным и сердечным мышцам во время упражнений. В здоровом VSM нейрональная синтаза оксида азота (nNOS) связывается с дистрофином и вырабатывает оксид азота (NO), который передает сигнал растворимой гуанилатциклазе, генерируя циклический гуанозин-3 ‘, 5’-монофосфат (cGMP) в VSM, вызывая вазодилатацию, вызывающую физическую нагрузку. увеличение кровотока и тем самым предотвращение ишемии мышц ³² . Из представленных здесь результатов нельзя исключить, что экспрессия дистрофина в эндотелиальных клетках также играет роль в расширении сосудов во время упражнений, если предположить, что промотор HSA, используемый для управления экспрессией рекомбиназы Cre для устранения рецепторов ERBB2 / 4, не активен в этих клетках в HSA. -Cre / Erbb2 / 4 dKO мышей.

Отсутствие очевидной дистрофической патологии у мышей HSA-Cre / Erbb2 / 4 dKO, несмотря на недостаток дистрофина в скелетных мышцах, убедительно свидетельствует о том, что основной причиной мышечной дистрофии является не недостаток дистрофина в скелетных мышцах как таковой, а системный недостаток функционального дистрофина, особенно в гладких мышцах кровеносных сосудов, что приводит к нарушению симпатолиза и ишемии мышц при физической нагрузке ³² . Эта гипотеза согласуется с опубликованными данными, описывающими эффекты ингибиторов фосфодиэстеразы типа 5 (PDE5), которые препятствуют расщеплению NO с помощью PDE5 и тем самым продлевают период полужизни цГМФ, мишени NO ³³ .Лечение ингибиторами PDE5 облегчило фенотип дистрофии у мышей mdx ³² , а также у пациентов с DMD. Ингибирование PDE5 при лечении тадалафилом или силденафилом у мальчиков с мышечной дистрофией Дюшенна восстановило нормальную функцию кровеносных сосудов и кровоток во время упражнений ³³ . Однако рандомизированное исследование фазы 3 тадалафила при МДД не замедлило снижение амбулаторной способности мальчиков с МДД ³⁴ . Авторы предположили, что мальчики, участвовавшие в испытании, могли не совершать достаточных ежедневных перемещений, что они не могли отслеживать из-за большого количества пациентов, включенных в исследование, и географического расположения исследования.Тадалафил регулирует кровоток посредством своей целевой передачи сигналов NO-cGMP в скелетных мышцах, только когда мышцы активны. Поскольку гладкомышечные клетки также выстилают лимфатические сосуды, передвижение также поможет лимфодренажу, а у пациентов с ограниченными возможностями передвижения лимфодренажный массаж может быть полезен для здоровья скелетных мышц.

Наблюдение, что отсутствие дистрофина в скелетных мышцах не приводит к фенотипу дистрофии, подтверждается исследованием, в котором опосредованное siRNA подавление экспрессии дистрофина в мышцах взрослых мышей привело к явному отсутствию дистрофина в скелетных мышцах без каких-либо изменений. гистопатологические характеристики, наблюдаемые у мышей MDX ³⁵ .Поскольку в этом исследовании использовались взрослые мыши, авторы предположили, что дистрофическая патология, обычно наблюдаемая при дефиците дистрофина, может регулироваться в процессе развития. Однако у мышей Erbb2 / 4 dKO дистрофин будет удален на ранней стадии развития в скелетных мышцах, поскольку промотор HSA, управляющий экспрессией рекомбиназы Cre, активен в эмбриональный день 9.5 (E9.5), когда дистрофин также начинает экспрессироваться ³⁶ , что является аргументом против того, чтобы дистрофическая патология регулировалась развитием.

В совокупности следующие исследования подтверждают вывод о том, что недостаток дистрофина в VSM является основной причиной МДД: 1) Специфичные для скелетных мышц мыши HSA-Cre / Erbb2 / 4 dKO, основанные на результатах, описанных здесь, не имеют дистрофин в скелетных мышцах, но все еще будет экспрессировать дистрофин в VSM и не обнаруживать дистрофической патологии ²⁴ ; 2) мыши HSA-Cre / Erbb2 KO ²⁷ демонстрируют патологию, аналогичную мышам HSA-Cre / Erbb2 / 4 dKO; 3) мыши MCK-Cre / Erbb2 ³⁰ , у которых передача сигналов NRG / ErbB и, следовательно, экспрессия дистрофина устранена как в скелетных мышцах, так и в VSM (поскольку промотор MCK активен в обоих), страдали нарушенной регенерацией мышц; 4) потеря дистрофина в волокнах скелетных мышц в результате нокдауна РНКи не привела к явной дистрофической патологии ³⁵ ; 5) экспрессия дистрофина в VSM, даже на значительно более низких уровнях по сравнению с контролем дикого типа (wt), улучшала аберрантную вазорегуляцию у мышей mdx ³⁷ .Взятые вместе, все эти исследования подтверждают мнение о том, что аберрантная вазорегуляция, когда дистрофин отсутствует в VSM, вероятно, является причиной начала МДД и что недостаток дистрофина в скелетных мышцах усугубляет дистрофическую патологию.

Были предприняты многочисленные попытки восстановить дистрофин в скелетных мышцах, которые в некоторой степени улучшили дистрофическую патологию, но ни одна из них не привела к подходящей терапии. Поскольку основное внимание в большинстве методов лечения уделяется восстановлению скелетной, а иногда и сердечной мышцы, не представляло беспокойства, будет или нет VSM нацелена во время терапии.В исследовании, в котором сверхэкспрессия дистрофина у трансгенных мышей mdx устраняла дистрофические симптомы ³⁸ , промотор MCK использовался для управления экспрессией дистрофина, и, следовательно, дистрофин экспрессировался как в скелетных мышцах, так и в VSM. Генная терапия с использованием промоторов вируса саркомы Рауса (RSV) или цитомегаловируса (CMV) ³⁹ также может привести к экспрессии функционального дистрофина в окружающем VSM после внутримышечной (IM) инъекции или бомбардировки частицами ⁴⁰ .В фазе I исследования генной терапии мышечной дистрофии Дюшенна / Беккера (D / BDM) также использовали промотор CMV ⁴¹ , который также восстанавливает экспрессию дистрофина в VSM. Системная доставка антисмысловых олигорибонуклеотидов ⁴² или восстановление экспрессии дистрофина с помощью (внутривенной) трансплантации стволовых клеток ⁴³ также может привести к восстановлению дистрофина в VSM.

Точно так же, хотя in vivo спасение дистрофического фенотипа у мышей и собак с дефицитом дистрофина сосредоточено на доставке терапевтического средства в скелетные мышцы (см. Пример ниже), эти методы лечения также будут нацелены на VSM.Более того, простая экспрессия дистрофина в скелетных мышечных волокнах, в которых отсутствует дистрофин, может восстановить белковый комплекс, связанный с дистрофином (DAPC), но это не означает нарушения регенерации скелетных мышц и восстановления функции. VSM следует проанализировать, чтобы определить, мог ли дистрофин также экспрессироваться через утечку терапевтического средства в VSM, иногда через кровоток, особенно при использовании терапии на основе вирусов, как описано ниже.

Редактирование гена мутировавшего дистрофина с использованием аденоассоциированных вирусов (AAV) для доставки компонентов CRISPR является многообещающей терапевтической стратегией, и недавно было продемонстрировано, что она действует на собачьей модели мышечной дистрофии Дюшенна ⁴⁴ .Однако еще предстоит определить, будет ли редактирование генов устойчивым в долгосрочной перспективе. В этом исследовании AAV серотипа 9, который показывает тропизм для сердца и скелетных мышц, использовался для доставки компонентов CRISPR. Чтобы управлять экспрессией Cas9 (одного из компонентов редактирования генов), использовалась специфическая для мышц регуляторная кассета креатинкиназы, которая также должна приводить к редактированию гена дистрофина в VSM, особенно когда вирусы вводятся внутривенно для системной доставки. Во втором эксперименте через 6 недель после родов путем прямой инъекции в мышцы наблюдалась экспрессия дистрофина и сборка DAPC в дистрофических мышцах.Также наблюдалась экспрессия дистрофина в контралатеральных мышцах, в которые не вводили инъекцию, и это было связано с утечкой AAV9 в кровоток, что указывает на широкое распространение. Следовательно, из того, что известно до сих пор, невозможно ни исключить роль VSM в возникновении МДД, ни сделать вывод о том, что экспрессия дистрофина только в скелетных мышцах является достаточной для восстановления дистрофического фенотипа при МДД.

Опубликованные данные о МДД вместе с данными, представленными в этой статье, позволяют предположить, что недостаток дистрофина в скелетных мышцах усугубляет возникновение дистрофии, вызванной недостаточным усилением кровотока во время физических упражнений.Это также подтверждается наблюдением в мышцах MDX, что только некоторые волокна, а не все, в скелетных мышцах изначально проявляют дистрофические симптомы ⁴⁵ , а также тем фактом, что дистрофин полной длины экспрессируется в гладких мышцах мышей MDX, даже если он экспрессируется на значительно более низких уровнях, чем уровень дистрофина, обнаруженный у мышей wt, улучшается аберрантная вазорегуляция ³⁷ . Тот факт, что скелетные мышцы у этих мышей все еще демонстрировали некоторую атрофию, может быть вызван недостаточной экспрессией дистрофина в гладких мышцах, вызывая дистрофические симптомы как следствие снижения кровотока во время упражнений и усугубляемых из-за отсутствия дистрофина в скелетных мышцах (см. Ennen JP и др. .) ⁴⁶ . Обострение дистрофических симптомов в скелетных мышцах, помимо структурных дефектов, также может быть результатом нарушения сигнальных событий от DAPC из-за отсутствия дистрофина.

Ранее мы сообщали, что блокада передачи сигналов NRG через рецепторы ERBB2 / 4 предотвращает фосфорилирование α-дистробревина1 и, следовательно, влияет на стабильность НМС ¹ . В текущем исследовании показано, что устранение рецепторов ERBB2 / 4 и, таким образом, устранение передачи сигналов NRG приводит к отсутствию экспрессии дистрофина (Рисунок 1).Таким образом, передача сигналов NRG / ERBB поддерживает стабильность NMJ по крайней мере двумя путями: один, где он фосфорилирует α-дистробревин 1 ^1,2 , а другой, где он стимулирует экспрессию дистрофина, тем самым обеспечивая образование функционального DAPC, который стабилизирует рецепторы ацетилхолина (рис. ).

Если отсутствие передачи сигналов NRG / ERBB и, как следствие, отсутствие дистрофина в скелетных мышцах и отсутствие фосфорилирования α-DB1, может быть компенсировано in vivo другим механизмом, даже, возможно, через другой лиганд, отличный от NRG1, тогда этот механизм компенсации будет независимым от рецепторов ERBB2 / 4, поскольку они удаляются в скелетных мышцах мышей Erbb2 / 4 dKO.Однако, вероятно, отсутствует компенсаторный сигнал для NRG / ERBB in vivo , поскольку также наблюдается фрагментация кластера AChR in vivo . Насколько можно определить из литературы, не существует компенсаторных сигналов in vivo , которые могут улучшить эффекты, вызванные недостаточной передачей сигналов ERBB2 или ERBB4, такие как дефектное формирование мышечного веретена ²⁷ , дилатационная кардиомиопатия (DCM) после герцептина (антитела против HER2 / ERBB2) лечение ⁴⁷ , DCM в условном Erbb2 ^28,48 или Erbb4 ⁴⁹ KO мышей, фрагментация кластера AChR (также наблюдается у мышей mdx) в мышечно-специфичных Erbb2 / 4 dKO мышей ¹ , а эмбриональная летальность наблюдалась у мышей Erbb2 ¹¹ или Erbb4 ¹⁰ KO.На основании того, что известно до сих пор, NRG и его рецепторы ERBB, по-видимому, проявляют свою функцию пространственно-временным способом в развитии и поддержании (у взрослых).

Передача сигналов NRG / ErbB также индуцирует пролиферацию кардиомиоцитов и восстанавливает повреждение сердца ¹² и важна для нормального сердечного развития ^9–11 , тогда как дефицит дистрофина не влияет на развитие сердца, но приводит к дилатационной кардиомиопатии (DCM) ⁸ . ERBB4 может гетеродимеризоваться с ERBB2, и лечение антителами ERBB2 / HER2 приводит к DCM у мышей ²⁸ и у больных раком ⁴⁷ , что согласуется с нашими наблюдениями, что передача сигналов NRG / ERBB необходима для экспрессии дистрофина, поскольку пациенты с DMD и мыши mdx при недостатке функционального дистрофина развивается ДКМП (рис. 3).Следовательно, данные, представленные здесь, предполагают, что белком-мишенью для сообщенных полезных эффектов передачи сигналов через ERBB4 при восстановлении сердечного повреждения является дистрофин, экспрессия которого регулируется посредством передачи сигналов NRG / ERBB2 / 4. Таким образом, передача сигналов NRG / ERBB выполняет различные функции через разные цели передачи сигналов в развитии и поддержании сердца, причем последнее осуществляется посредством регуляции экспрессии дистрофина.

Хотя нормальный кровоток важен для предотвращения появления дистрофических симптомов, по общему мнению, упражнения могут вызвать повреждение скелетных мышц, а в отсутствие дистрофина регенерация мышц будет нарушена.Однако мыши Erbb2 / 4 dKO, лишенные дистрофина только в скелетных мышцах, не обнаруживают какой-либо очевидной дистрофической патологии, которая ставит под сомнение этот общий консенсус.

Есть два исследования, которые могут объяснить, почему дистрофическая патология не наблюдается в скелетных мышцах при недостатке дистрофина, как у мышей HSA-Cre / Erbb2 / 4 dKO. Было продемонстрировано, что среда хозяина имеет решающее значение для управления функцией сателлитных клеток ⁵⁰ .Следовательно, нормальная экспрессия дистрофина в VSM может предотвратить или отсрочить начало дистрофии в скелетных мышцах и, таким образом, поддерживать среду хозяина, которая способствует регенерации мышц сателлитными клетками. Альтернативно регенерация мышц в ответ на повреждение может быть опосредована миофибриллами, происходящими из циркулирующих зрелых миелоидных клеток (клеток крови), которые мигрируют в скелетные мышцы в ответ на воспалительные сигналы ⁵¹ . Следовательно, при повреждении мышц у мышей HSA-Cre / Erbb2 / 4 dKO, где дистрофин отсутствует только в скелетных мышцах, сателлитные клетки и / или циркулирующие миелоидные клетки могут помочь регенерировать зрелые миофибриллы, что подчеркивает важность сосудистой сети и усиление кровотока во время упражнение.

Хотя текущая терапия для пациентов с Дюшенном в основном сосредоточена на скелетных мышцах, настоящее исследование предполагает, что разработка терапевтических средств (также) должна быть сосредоточена на VSM (и, возможно, также на эндотелиальных клетках сосудов) для получения любого долгосрочного терапевтического эффекта для пациентов с Дюшенном и Беккером. мышечная дистрофия. Мыши mdx с дефицитом дистрофина демонстрируют более легкую дистрофическую патологию и имеют более короткую продолжительность жизни по сравнению с людьми. Таким образом, необходимо определить, достаточно ли у людей восстановления дистрофина в VSM (и эндотелиальных клетках) и, следовательно, функционального DAPC для улучшения дистрофической патологии.

Настоящее исследование также предполагает, что усиление передачи сигналов NRG через рецепторы ERBB2 / 4, особенно в гладких мышцах кровеносных сосудов, может быть способом увеличения экспрессии усеченного дистрофина у пациентов с D / BMD. Это улучшит симптомы дистрофии у тех пациентов, у которых мутация в дистрофине не влияет на ассоциацию nNOS ⁵² и тем самым обеспечивает нормальный кровоток во время упражнений. Помимо последствий для мышечной дистрофии, демонстрация того, что передача сигналов NRG / ERBB стимулирует экспрессию дистрофина, должна помочь улучшить схемы лечения анти-HER2-антителом, герцептином / трастузумабом, для предотвращения кардиомиопатии.Кроме того, поскольку дистрофин также присутствует во всех областях мозга, в наибольшем количестве в мозжечке ⁵³ , и поскольку передача сигналов NRG / ERBB регулирует экспрессию дистрофина, изменения функциональных уровней дистрофина могут быть основной причиной некоторых болезненных состояний. таких как шизофрения, связанная с аномальной передачей сигналов NRG / ERBB в головном мозге.