В процессе физических упражнений мышцы вырабатывают небольшую молекулу, которая, по-видимому, помогает им развивать выносливость, улучшать использование энергии и адаптироваться к многократным тренировкам. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
Начните бегать три раза в неделю, и через месяц тот же маршрут покажется вам легче. Мышцы восстанавливаются, чтобы это произошло, и новое исследование показало, что они не могут завершить эту работу без одной небольшой молекулы, вырабатываемой во время тренировки.
Мышцы вырабатывают эту молекулу, называемую L-BAIBA, во время работы. Мыши, которые не могли ее вырабатывать, тренировались с той же интенсивностью, но получали от упражнений гораздо меньшую пользу. Практически все эти данные получены на мышах и на клетках мышечной ткани человека, выращенных в чашке Петри. Участники исследования сдавали только кровь.
«Наше исследование показало, что L-BAIBA является сигналом, активируемым физическими упражнениями, который помогает мышцам адаптироваться, улучшает их метаболические возможности и способность к сокращению, и в конечном итоге повышает физическую работоспособность», — сказал профессор Ли Робертс из Университета Лидса.
Мышцы не только приводят вас в движение, но и действуют как сигнальный орган, выделяя химические сигналы в кровь. Один из таких сигналов начинается с валина, аминокислоты, содержащейся в продуктах, богатых белком. Недостаток белка в рационе связывают с ослаблением мышц у пожилых людей.
Мышцы расходуют аминокислоты — небольшие структурные единицы, из которых строятся белки, — и одной из них является валин. Если разложить валин внутри мышечной клетки, то одним из остатков окажется соединение, называемое бета-аминоизомасляной кислотой, или сокращенно BAIBA.
В 2014 году Робертс и его коллеги сообщили, что физические упражнения заставляют мышцы вырабатывать больше BAIBA, и что дополнительная BAIBA изменяет способ сжигания жира в организме. Сейчас её можно приобрести в виде добавки, и это одно из длинного списка соединений, которые ищут в качестве стимулятора тренировок.
BAIBA также существует в двух зеркально отраженных версиях, и именно их различение стало первой задачей данного исследования. Только одна из них, L-BAIBA, оказывала какое-либо воздействие на мышцы. Эта версия обрабатывается одним ферментом и работает внутри митохондрий мышечной клетки — компартментов, которые превращают пищу и кислород в полезную энергию.
Молодым самцам мышей в течение шести недель добавляли BAIBA в воду из расчета 100 миллиграммов на килограмм массы тела в день. В результате в их крови оказалось примерно столько же этого вещества, сколько можно получить только за счет физических упражнений.
Затем мыши подошли к беговому колесу. Мыши, подвергшиеся воздействию, вращали его больше раз и бегали быстрее, при этом не подходя к колесу чаще, чем остальные. Их ноги изменились снизу. Камбаловидная мышца, икроножная мышца, предназначенная для выносливости, стала весить больше и содержать больше волокон, в том числе больше медленных, устойчивых к усталости.
Эта мышца, вырезанная и стимулированная в ванне, растягивалась сильнее, чем у контрольного животного. Частично это объясняется наличием митохондрий. У мышей, подвергшихся лечению, в мышцах было больше митохондрий, и ткань более эффективно использовала кислород. Недели тренировок на выносливость сами по себе дают примерно тот же результат, воздействуя на мышцы через их обычный датчик энергии.
Добавление молекулы — это один из тестов. Более сложный — обратный: убрать её, а затем всё равно дрессировать животное. Команда Робертса дважды в неделю вводила короткие нити ДНК в мышцы задних конечностей мышей, что подавляло фермент, завершающий синтез L-BAIBA в этой ткани.
Затем в каждой группе по десять мышей тренировались на наклонной беговой дорожке в течение шести недель, четыре дня в неделю по 45 минут. Как правило, у тренированных мышей в крови накапливается больше L-BAIBA. У этих же мышей этого почти не было.
Они преждевременно сдавались на пределе своих возможностей, достигая максимальной скорости, и их икроножные мышцы двигались с меньшей силой, чем должны были бы двигаться тренированные животные. Тренировки были идентичны. Разница заключалась лишь в том, что мышцы не могли выдержать нагрузки.
Шестьдесят добровольцев в возрасте от 18 до 65 лет прошли тест на беговой дорожке в Ньюкаслском университете, в ходе которого было измерено их максимальное потребление кислорода — стандартный показатель аэробной подготовленности. Во время одного из последующих визитов они шли по склону в течение 45 минут, преодолевая 60% от максимальной высоты, при этом кровь брали до начала подъема и в момент его завершения.
Уровень L-BAIBA в состоянии покоя коррелировал с уровнем физической подготовки. Связь была слабой, но статистически значимой. Зеркальная форма не показала никакой связи с уровнем физической подготовки, в то время как обе формы повышались сразу после тренировки как у мужчин, так и у женщин. Еще 33 человека в течение 10 недель занимались на велотренажерах в Вагенингенском университете .
Уровень L-BAIBA у них в конце эксперимента был выше, а в зеркальной форме — нет. В этой группе уровень L-BAIBA в состоянии покоя соответствовал уровню физической подготовки примерно в два раза точнее, чем в первой группе.
Ничто из этого не доказывает, что молекула улучшила физическую форму человека. Результаты, полученные на людях, подтверждают выводы, сделанные на мышах, но они не доказывают причинно-следственную связь.
Мыши, которых в течение восьми недель кормили высокожировой диетой, набрали вес и плохо выводили сахар из крови. Они также стали меньше бегать. Затем половине из них еще 14 недель давали BAIBA, а остальные оставались на одной только диете.
Группа пациентов, прошедших лечение, восстановила дистанцию, пройденную за 24 часа. Их камбаловидная мышца восстановила массу и количество волокон, а также дольше сохраняла свою силу до наступления усталости. Мышь, получающая высококалорийную диету, — это не человек с диабетом 2 типа, и это различие имеет значение.
«Физические упражнения играют важную роль в лечении диабета 2 типа, но для многих людей мышечная слабость и усталость могут сделать поддержание активности настоящей проблемой», — сказала Анна Моррис, заместитель директора по стратегии исследований и партнерству в организации Diabetes UK. «Хотя эти результаты пока находятся на ранней стадии, они могут помочь сформировать будущие подходы, которые позволят людям с диабетом 2 типа оставаться активными и жить более здоровой и долгой жизнью».
В исследовании не принимал L-BAIBA ни один человек. Человеческий аспект работы заключается в анализе биохимического состава крови: кто и в каком количестве принимал препарат, и когда. Возраст также влиял на результат. У молодых мышей, получавших BAIBA, наблюдался рост дополнительных мышечных волокон. У мышей, получавших лечение в более позднем взрослом возрасте, этого не происходило; вместо этого они восстанавливали уже имеющиеся у них волокна.
Пожилые люди чаще всего теряют силу и скорость, и эту потерю можно измерить с помощью простых тестов мышечной мощности. В экспериментах не использовались действительно старые животные. В первом эксперименте все мыши были самцами, и все тренировочные программы были аэробными. Вопрос о том, посылает ли поднятие тяжестей тот же сигнал, остается открытым.
«Это дает нам новое, захватывающее представление о том, как физические упражнения приносят пользу организму, и указывает на перспективную мишень для будущих методов лечения, направленных на сохранение функции мышц при хронических заболеваниях, таких как диабет», — говорит Робертс.
Следующий шаг — тестирование L-BAIBA на людях. Робертс и его коллеги хотят начать с пациентов с диабетом 2 типа, а затем расширить исследование на заболевания, вызывающие атрофию мышц, включая сердечную недостаточность и рак.
* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний
Размеры тела новорожденного могут предсказывать будущую успеваемость в школе
Исследование, проведенное в Норвегии, показало, что дети, родившиеся с меньшим, чем ожидалось, весом, демонстрировали несколько более низкие результаты по математике и чтению спустя годы. Результаты исследования были опубликованы в American…
Ультрапереработанные продукты связаны со скрытым повреждением головного мозга
Согласно новому исследованию, у людей, употреблявших наибольшее количество ультрапереработанных продуктов, вероятность скрытого повреждения головного мозга была на 40% выше, чем у тех, кто употреблял их меньше всего. Это повреждение, небольшие…
Сочетание химических веществ в пластике вызывает связанные с раком изменения в груди
Три химических вещества, содержащиеся в обычных пластмассах, не оказывали существенного влияния на выращенную в лаборатории ткань молочной железы человека при тестировании по отдельности в низких дозах. В сочетании в тех…
МО: за ночь над регионами России сбили 532 украинских БПЛА
Российские средства ПВО перехватили и уничтожили в течение прошедшей ночи над регионами РФ 532 украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи с 20:00 мск 24…
Шуваев: Белгород подвергся массированной атаке БПЛА
Вооруженные силы Украины ночью массированно атаковали город Белгород, в результате один человек погиб, число пострадавших выросло до 14. Об этом сообщил губернатор региона Александр Шуваев в "Максе". "В областном центре…
Махонин: в Пермском крае при атаке БПЛА пострадали пять человек
Силы ПВО и мобильные огневые группы сбили 11 беспилотников в Пермском крае, в результате незначительные повреждения получил промышленный объект. Предварительно, пострадали пять человек, сообщил губернатор региона Дмитрий Махонин в "Максе".…
Европа старается вклиниться в переговоры России и США
Брюссель пытается закрепить своего официального представителя на будущих переговорах по урегулирован...
Три из пяти массовых вымираний на Земле могли быть не такими, как считалось
Палеонтологи использовали машинное обучение для систематизации ископаемых данных в потенциально наиб...
Эксперт не исключил также, что существует вероятность, когда при возникновении сочетания некоторых условий могут возникнуть предпосылки для развития того или иного сценария из широкого спектра возможных. Хотя не надо огульно отбрасывать и множенство других потенциальных вариантов.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".