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
Всего 5 инфекций являются причиной более 2 миллионов новых случаев рака ежегодно
Рак может казаться неизбежной частью жизни, но существует множество факторов, которые могут помочь снизить риск его развития. Когда мы думаем о снижении риска развития рака, мы обычно вспоминаем факторы образа…
«Видеть значит жить»: Оптическая ассоциация призывает россиян позаботиться о зрении в октябре 2026 года
Общероссийская общественная организация «Оптическая ассоциация» запускает масштабную социально-просветительскую кампанию «Видеть значит жить», приуроченную ко Всемирному дню зрения (8 октября). Цель кампании — напомнить каждому жителю России о том, что регулярная…
Вызывающие деменцию белки могут распространяться по мозгу мышей подобно прионам
Белки представляют собой цепочки аминокислот, которые должны сворачиваться очень специфическим образом – процесс, который не всегда работает должным образом. Организм довольно хорошо исправляет эти ошибки, но время от времени появляются…
Пострадал водитель бензовоза. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства ПВО за прошедшую ночь перехватили и уничтожили 199 украинских беспилотников над российскими регионами, а также акваторией Черного моря. Об этом сообщили в Минобороны РФ. Водитель бензовоза пострадал в результате…
Поражена электроподстанция в Харьковской области. Удары ВС РФ по объектам на Украине
ВС России продолжают наносить удары по объектам энергетической, портовой инфраструктуры Украины и морским судам, используемым в интересах ВСУ, сообщили в Минобороны РФ. По данным ведомства, в результате были поражены электроподстанция…
Задержания за сбор данных для совершения терактов и приговор за диверсию на НПЗ. Главное
Военный суд приговорил россиянина к 23 годам лишения свободы за диверсию на нефтеперерабатывающем предприятии в Самарской области, совершенную по заданию Главного управления разведки Украины. Об этом сообщили в Центре общественных…
Политический труп толкает Киев на новую эскалацию
Канцлер Германии Фридрих Мерц в ходе воскресного визита в Киев заявил о планах расширить совместное ...
Совершенно неожиданная "планета Феникс" родилась из пепла умирающей звезды
Смерть — это не конец, или, по крайней мере, гибель звёзд, возможно, не означает конец планет. Плане...
Финляндия ограничила доступ к полученным из России документам до 9999 года. А они таки оптимисты!
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)".