Биогенез рибосом и трансляционный контроль при атрофии и гипертрофии скелетных мышц: механизмы и терапевтические перспективы

Поддержание мышечной массы скелетных мышц необходимо для сохранения подвижности, метаболического гомеостаза и благоприятных клинических исходов при широком спектре физиологических и патологических состояний. Атрофию и гипертрофию мышц традиционно объясняли преимущественно регуляцией анаболических и катаболических процессов и протеолизом. Однако накопленные данные указывают, что биогенез рибосом и трансляционный контроль — лимитирующие факторы пластичности мышц. При этом эти механизмы пока недостаточно интегрированы в современные модели адаптации мышц и развития заболеваний. В этом обзоре обобщены последние данные о транскрипции рибосомной РНК, динамике рибосомных белков и регуляции трансляции в скелетных мышцах, в частности о сигнальных сетях с участием mTORC1, c-Myc, AMPK и FOXO. Биогенез рибосом рассматривается как центральное звено, связывающее механическую нагрузку, доступность питательных веществ, воспалительный стресс и метаболический статус с потенциалом синтеза белка. Данные исследований у людей и животных свидетельствуют, что нарушение продукции рибосом и снижение эффективности трансляции предшествуют атрофии мышц при отсутствии нагрузки, старении, раковой кахексии и хронических заболеваниях и позволяют прогнозировать её развитие, тогда как увеличение количества рибосом необходимо для устойчивой гипертрофии. Помимо количественной регуляции, обсуждается новый взгляд на неоднородность рибосом как качественный уровень трансляционного контроля, который может обеспечивать избирательную трансляцию мРНК при росте мышц, адаптации к стрессу и дегенерации. Также рассматривается взаимодействие рибосом и митохондрий — важный, но недостаточно изученный механизм согласования анаболического потенциала с энергетическим обеспечением клетки. Наконец, обсуждаются терапевтические перспективы, включая физические нагрузки, стратегии питания и опосредованные фармакологические вмешательства, способные поддерживать функциональную состоятельность рибосом. Биомаркеры, связанные с рибосомами, предлагаются как перспективный инструмент персонализированного ведения пациентов с заболеваниями, сопровождающимися потерей мышечной массы. В целом биология рибосом формирует практически значимую концептуальную основу, связывающую молекулярные механизмы с терапевтическими подходами к атрофии и гипертрофии скелетных мышц.