Odkryto ukryte połączenie: Nowe badania łączą zapalenie mózgu z zmęczeniem mięśni.

Naukowcy z Washington University odkryli, że zapalenie mózgu może powodować dysfunkcję mięśni poprzez uwalnianie białka, które przedostaje się do mięśni, upośledzając ich funkcję. W eksperymentach na muszkach owocowych i myszach odkryli, że białko to zmniejsza produkcję energii w mitochondriach mięśni. W badaniu zidentyfikowano również możliwe sposoby blokowania tego procesu, co mogłoby pomóc w leczeniu lub zapobieganiu zanikowi mięśni w stanach takich jak infekcje bakteryjne, choroba Alzheimera i długotrwała choroba Covid-19. Źródło: SciTechDaily

Badanie pokazuje, że zapalenie mózgu prowadzi do uwolnienia białka, które upośledza funkcjonowanie mięśni, co sugeruje potencjalne metody leczenia związanego ze zmęczeniem mięśni w chorobach takich jak choroba Alzheimera i długa choroba Covid-19.

Wiadomo, że infekcje i choroby neurodegeneracyjne powodują zapalenie mózgu. Jednakże u pacjentów z zapaleniem mózgu często rozwijają się problemy z mięśniami, które pozornie są niezależne od centralnego układu nerwowego.

Teraz naukowcy z Washington University School of Medicine w St. Louis odkryli, że zapalenie mózgu uwalnia specyficzne białko, które przemieszcza się z mózgu do mięśni, powodując pogorszenie ich funkcji. W badaniu przeprowadzonym na muszkach owocowych i myszach zidentyfikowano również sposoby blokowania tego procesu. Może to mieć znaczące implikacje w leczeniu lub zapobieganiu zanikowi mięśni często obserwowanemu w chorobach zapalnych, takich jak infekcje bakteryjne, choroba Alzheimera i długa choroba Covid-19.

„Chcemy zrozumieć bardzo głębokie zmęczenie mięśni, które jest związane z niektórymi powszechnymi chorobami” – powiedział starszy autor, dr Aaron Johnson, profesor nadzwyczajny biologii rozwoju. „Nasze badanie sugeruje, że kiedy zachorujemy, białka przekaźnikowe z mózgu przemieszczają się przez krwioobieg i zmniejszają poziom energii w mięśniach szkieletowych. To coś więcej niż brak motywacji do ruchu wynikający ze złego samopoczucia. Procesy te zmniejszają poziom energii w mięśniach szkieletowych, zmniejszając zdolność do poruszania się i normalnego funkcjonowania.

W swoim badaniu, opublikowanym niedawno w Science Immunology, naukowcy zbadali wpływ zapalenia mózgu na funkcjonowanie mięśni, modelując trzy choroby: infekcję bakteryjną E. coli, infekcję wirusową SARS-CoV-2 i chorobę Alzheimera. Kiedy mózg jest narażony na działanie białek zapalnych charakterystycznych dla tych chorób, w mózgu gromadzą się szkodliwe substancje chemiczne zwane reaktywnymi formami tlenu. Reaktywne formy tlenu powodują, że komórki mózgowe wytwarzają cząsteczkę związaną z układem odpornościowym, zwaną interleukiną-6 (IL-6), która przemieszcza się po całym organizmie poprzez krwioobieg. Naukowcy odkryli, że IL-6 u myszy – i odpowiadające jej białko u muszek owocowych – zmniejsza produkcję energii w mitochondriach mięśni, fabrykach energii komórek.

Badania przeprowadzone na Washington University School of Medicine w St. Louis pokazują, że zapalenie mózgu powoduje skrajne osłabienie mięśni w przypadku kilku chorób, w tym infekcji wirusowych, bakteryjnych i choroby Alzheimera. Pokazano mięśnie muszki owocowej; zabarwienie fioletowe jest miarą tego, jak dobrze mitochondria w komórkach mięśniowych wytwarzają energię. Po lewej stronie widać zdrowy mięsień, a po prawej mięsień wystawiony na działanie IL-6, cząsteczki związanej z odpornością, wytwarzanej przez mózg w odpowiedzi na infekcję lub chorobę przewlekłą. Źródło: Shuo Yang

„Muchy i myszy, które miały w mózgu białka związane z koronawirusem, wykazywały zmniejszoną funkcję motoryczną – muchy nie wspinały się tak dobrze, jak powinny, a myszy nie biegały tak dobrze ani tak dużo jak myszy kontrolne” – powiedział Johnson . „Zaobserwowaliśmy podobny wpływ na funkcjonowanie mięśni, gdy mózg był wystawiony na działanie białek bakteryjnych i amyloidu beta, białka Alzheimera. Widzimy również dowody na to, że efekt ten może stać się chroniczny. W naszych eksperymentach nawet jeśli infekcja zostanie szybko wyleczona, zmniejszona wydajność mięśni utrzymuje się przez wiele dni dłużej”.

Johnson wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu Florydy i pierwszym autorem, doktorem Shuo Yangiem – który wykonał tę pracę jako pracownik naukowy ze stopniem doktora w laboratorium Johnsona – dowodzą, że te same procesy prawdopodobnie zachodzą u ludzi. Na przykład wiadomo, że bakteryjne zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych zwiększa poziom IL-6 i u niektórych pacjentów może wiązać się z problemami z mięśniami. Podczas sekcji zwłok u pacjentów z Covid-19 wykryto zapalne białka SARS-CoV-2 w mózgu, a wielu pacjentów z długotrwałą chorobą Covid zgłasza skrajne zmęczenie i osłabienie mięśni nawet długo po ustąpieniu początkowej infekcji. Pacjenci z chorobą Alzheimera wykazują również podwyższony poziom IL-6 we krwi, a także osłabienie mięśni.