Diversi tipi di esercizio incoraggiano la formazione di diversi tipi di fibre muscolari, o le cellule che compongono i muscoli. Le fibre muscolari a contrazione lenta supportano attività di resistenza come la corsa a lunga distanza, mentre le fibre a contrazione rapida sono necessarie per movimenti brevi e potenti come quelli coinvolti nel sollevamento pesi. Ora, i ricercatori in Giappone hanno gettato nuova luce su una famiglia di proteine coinvolte nello sviluppo di questi tipi di fibre muscolari.
In un nuovo studio pubblicato su Rapporti cellularii ricercatori dell’Università di Tsukuba hanno chiarito il ruolo di un gruppo di proteine noto come grande famiglia di fattori di trascrizione Maf nella specificazione delle fibre muscolari a contrazione rapida.
L’esercizio aerobico incoraggia le fibre muscolari ad adattare un’identità “lenta”, mentre l’inattività prolungata – come quella vissuta dagli astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale – incoraggia le fibre muscolari ad adattare un’identità “veloce”. In precedenza, il gruppo di ricerca dell’Università di Tsukuba aveva scoperto che l’espressione della grande famiglia Maf è influenzata da diversi carichi gravitazionali. Questi risultati hanno portato i ricercatori a studiare ulteriormente il ruolo della grande famiglia Maf nello sviluppo dei tipi di fibre muscolari.
“Abbiamo scoperto che gli animali sottoposti a un modello di microgravità esprimevano livelli significativamente più elevati di grandi Maf nei loro muscoli scheletrici”, afferma l’autore senior dello studio, il professor Satoru Takahashi. “Questo sembrava indicare che i grandi Maf sono indotti nei muscoli che subiscono una transizione delle fibre muscolari da lenta a veloce”.
I ricercatori hanno progettato un modello murino in cui tre membri della famiglia Maf, Mafa, Mafb e Maf, sono stati inattivati nei muscoli scheletrici. Questi topi “triplo knockout” (TKO) hanno mostrato una significativa riduzione della massa muscolare a contrazione rapida rispetto ai topi di controllo, mentre la massa muscolare a contrazione lenta sembrava essere comparabile nei topi TKO e di controllo. Inoltre, i topi TKO mancavano di un sottotipo specifico di fibra a contrazione rapida, nota come tipo IIb, nei muscoli a contrazione rapida.
“I topi TKO avevano una forza di presa media significativamente inferiore, ma potevano correre più a lungo su un tapis roulant rispetto ai topi di controllo, il che implica che si è verificata una conversione delle fibre muscolari più veloce in lenta in assenza di una grande espressione di Maf”, afferma l’autore principale dello studio. Professor Ryō Fujita. “Inoltre, la sovraespressione delle grandi Maf nei muscoli delle gambe dei topi ha portato a un aumento significativo delle miofibre di tipo IIb”.
Questo studio è il primo a identificare le grandi proteine Maf come regolatori specifici della formazione di fibre muscolari a contrazione rapida di tipo IIb. Questa scoperta può fornire nuove informazioni su come si verifica la transizione delle fibre muscolari da veloci a lente durante l’invecchiamento nei mammiferi e rivelare anche potenziali bersagli per lo sviluppo di terapie per il trattamento dei disturbi muscolari che coinvolgono le fibre muscolari a contrazione rapida.
Questo lavoro è stato sostenuto dal Grant-in-Aid for the Japan Aerospace Exploration Agency (14YPTK-005512), Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Area from MEXT (18H04965), the Japan Science and Technology Agency (JPMJPF2017), Iniziativa principale MEXT per giovani ricercatori eccellenti e dottorato di ricerca. Programma in scienze umane (programma di dottorato per l’istruzione innovativa e intelligente leader a livello mondiale).
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