Los investigadores han solucionado un misterio de muchos años sobre cómo dobla los músculos “decir” los vasos sanguíneos próximos que necesitan más sangre realizarse, según el 15 de febrero publicado estudio en la investigación de la circulación del diario. El mecanismo del estudio sugiere nuevas maneras de tratar las condiciones que implican la circulación pobre como la enfermedad periférica de la arteria, que viene con el envejecimiento, los affectos 10 millones de americanos y llevan a la amputación en los peores casos. Además, las mismas señales que influencian la circulación en algunos tejidos conducen crecimiento de la célula a otra parte. Eso podría llevar a un ungüento que apresuraría la cura cuando estaba separado a través de heridas crónicas.
En el cuadro más grande, los resultados del estudio reflejan la subida de la matriz extracelular (ECM), una red de proteínas que rodee todas las células en el cuerpo. Las diferencias en las cantidades y los tipos de proteínas montadas en el ECM dan lugar a varias formas de matriz, incluyendo los tejidos conectivos duros como el hueso y los tejidos conectivos suaves que rodean órganos. Una vez que probablemente el andamio no más que inerte que ancla las células y presta forma al tejido humano, tejido conectivo del ECM ha emergido como socio vital de la señalización con las células en controlar la función corporal. |
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Los resultados del estudio también reflejan un reconocimiento cada vez mayor de la fuerza física como conductor de las reacciones bioquímicas que contribuyen a la salud y a la enfermedad. Forzar aplicado para deshuesar por levantamiento de pesas, por ejemplo, ahora se sabe para espesar el hueso. La fuerza del flujo de sangre rápido en las paredes del vaso sanguíneo puede protegerlas contra ateroesclerosis.
Las dos tendencias venidas juntas en el nuevo estudio, que explica por primera vez cómo la fuerza del músculo de contratación aumenta el flujo de sangre a ese músculo enviando mensajes bioquímicos a través de las proteínas próximas de la matriz. Doblando el músculo esquelético fue encontrado para cambiar la forma del fibronectin de la proteína de la matriz, que alternadamente, señalado para la relajación de los vasos sanguíneos circundantes del músculo liso. Esto permitió a los recipientes dilatar, aumentando sangre los atraviesa. Los autores también han demostrado que un pedazo dominante de fibronectin, en sus los propios, hace los vasos sanguíneos dilatar, un primer paso hacia diseño favorable-circulatorio de la droga.
“Junto con una contribución fundamental a la comprensión de la fisiología de ejercicio, nuestro estudio de los datos sugiere que dirigir fibronectin podría proporcionar una manera simple, elegante de mantener la función normal del vaso sanguíneo en el envejecimiento, y restaurar tal función adentro duro-a-curar las heridas,” dijo a Ingrid H. Sarelius, Ph.D., profesor de la farmacología y de la fisiología en la universidad del centro médico de Rochester, y de un autor del estudio. El “envejecimiento y la enfermedad traen cambios en estructura de la matriz, y podemos poder invertirlos.”
Músculos que crispan
Como fisiólogo interesado en la respuesta de cuerpo al ejercicio, Sarelius ha estado estudiando durante muchos años las respuestas del tejido circundante a la contracción de la fibra de músculo. Los músculos se componen generalmente de una mezcla de fibras de la rápido-contracción nerviosa; cuáles se acortan rápido para la entrega de la energía explosiva, decir para una rociada de 100 yardas, pero por otra parte fatigar rápidamente; y las fibras de la lento-contracción nerviosa, que producen menos energía pero guardan el doblar mientras que el suministro de oxígeno disminuye durante un funcionamiento interurbano. las fibras de la Rápido-contracción nerviosa deben necesitar más combustible traer alrededor de una mayor dilatación en los recipientes que los suministran, pero sus experimentos no encontraron ninguna diferencia en la dilatación inicial de recipientes entre los tipos de la contracción nerviosa. Un cierto mecanismo desconocido influenciaba el grado a el cual los vasos sanguíneos dilatan en respuesta a la flexión del músculo.
Mientras tanto, el autor importante del estudio actual, Dionisia C. Hocking, el Ph.D., el profesor adjunto de la farmacología y la fisiología en el centro médico, habían estado estudiando cómo el fibronectin de la proteína del ECM afecta a la señalización y a la función de la célula.
Los últimos estudios en su laboratorio habían encontrado que la estructura de los fibronectin para incluir un punto de enlace, un lugar en donde la mayor parte de ocurren sus interacciones con otras proteínas y células, y que es dominante a su capacidad de pasar encendido mensajes bioquímicos. Ese punto de enlace, sin embargo, se entierra normalmente hasta que ciertos disparadores lo expongan. Cómo el sitio enterrado o “secreto” esto en fibronectin se expone y disponible para la señalización había estado un misterio.
Los laboratorios de Hocking y de Sarelius son al lado el uno al otro y pronto llegó a ser evidente que sus trayectorias de la investigación pudieron intersecarse. Comenzaron a mirar en si doblar el músculo esquelético podría estirar las fibrillas del fibronectin para exponer sus sitios secretos y señales iniciado que aumentan el flujo de sangre. Razonaron que las fibrillas del fibronectin, que rodean los vasos sanguíneos y obran recíprocamente con el músculo esquelético, están adaptadas perfectamente para servir como interruptor bioquímico. Pueden ser giradas rápidamente cuando los músculos contratan y después dieron vuelta retroceden cuando los músculos se relajan.
En su colaboración actual, Sarelius y Hocking estudiaron un músculo abdominal mecanografían adentro los hámsteres similares a algunos músculos humanos. Los usos de encargo de tecnologías de la imagen fueron utilizados para registrar comportamiento del vaso sanguíneo bajo varias condiciones. El equipo inyectó el músculo con un anticuerpo monoclonal, que reconoce el sitio secreto del fibronectin, los agregados a él y lo cierra. Encontraron que la dilatación del recipiente fue inhibida perceptiblemente como el anticuerpo dado vuelta de la señalización del fibronectin. También capturaron las imágenes que demostraban por primera vez que el fibronectin está depositado continuamente en la matriz entre el músculo esquelético y los vasos sanguíneos próximos. Junto, estos datos proporcionan la primera prueba que la señalización del fibronectin liga doblar el músculo al flujo de sangre creciente.
Además, el equipo podía establecer claramente la porción del sitio secreto del fibronectin implicado en la señalización para la dilatación. Entre las proteínas que atan al sitio está la heparina, primero sabida para que su capacidad interfiera con el edificio de los coágulos de sangre. Cada vez más, ha venido ser mirada como regulador de las funciones de muchas proteínas del ECM, incluyendo fibronectin. Dentro del fibronectin el sitio secreto es un sitio heparina-obligatorio, una secuencia de aminoácido diseñada para unirse a heparina y heparina-como las moléculas. Entrando el estudio actual, Hocking había construido ya este fragmento heparina-obligatorio por separado de su proteína más grande del padre.
El equipo actual inyectó el fragmento heparina-obligatorio del fibronectin en animales anestesiados. Según lo esperado, el fragmento solamente accionó una dilatación rápida y reversible de los vasos sanguíneos próximos, pequeños. Además, el efecto fue bloqueado por la adición de un inhibidor del óxido nítrico. Esto confirmó que el fragmento señala para la dilatación causando el lanzamiento del óxido vasodilatador, nítrico bien conocido, y quizás atando a las moléculas proteoglycan del sulfato del heparan en la superficie de las células musculares lisas.
“Lleva energía el fibronectin del movimiento de la circulación sanguínea, la monta en las fibrillas del ECM, y abre su sitio secreto,” Hocking dijo. La “inyección de los fragmentos recombinantes del fibronectin, dirigidos para expresar versión “abierta una” del sitio, directo sobre tejidos debe puentear estas necesidades energéticas, y aumenta la dilatación del vaso sanguíneo en pacientes. Además, exponiendo el sitio secreto del fibronectin se sabe para aumentar el crecimiento y la migración, los procesos de la célula que son centrales herir la cura. Aplicando los ungüentos tópicos que contienen nuestro fibronectin dirigido hace fragmentos a las heridas crónicas debe aumentar el flujo de sangre nutritivo para acelerar la cura.”
Fuente: Greg Williams
Universidad del centro médico de Rochester |
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