Мышечная память и миоядра

Старая поговорка «используй или потеряешь» говорит нам: если ты перестанешь использовать свои мышцы, они уменьшатся. До недавнего времени ученые считали, что это означает, что клеточные ядра, которые строят и поддерживают мышечные волокна – также теряются без тренировок. Но, согласно обзору, опубликованному в Frontiers in Physiology, современные лабораторные методы позволяют нам видеть, что ядра, полученные во время тренировок, сохраняются даже тогда, когда мышечные клетки сокращаются из-за неиспользования или даже начинают разрушаться. Эти остаточные «миоядра» позволяют мышцам быстрее и быстрее расти при возобновлении тренировок – это говорит нам о том, что мы можем «сдерживать» потенциал роста мышц у подростков, чтобы предотвратить слабость в пожилом возрасте. Также предполагается, что спортсмены, которые обманывают и наращивают свои мышцы с помощью стероидов, могут остаться незамеченными.

Наши самые большие клетки находятся в наших мышцах, и все они слиты воедино

Синцитий  – это название походит скорее на серию комиксов нео-нуар, но на самом деле это особый тип ткани в вашем теле, где клетки сливаются друг с другом очень близко – настолько близко, что они ведут себя как гигантская отдельная клетка.

«Сердце, кость и даже плацента построены на сетях клеток», – говорит Лоуренс Шварц, профессор биологии в University of Massachusetts. «Но, безусловно, наши самые большие клетки – и самые большие синцитии – это наши мышцы». Как и в фильме «Город грехов», сначала казалось, что все было черно-белым с синцитием.

«Рост мышц сопровождается добавлением новых ядер из стволовых клеток, чтобы помочь удовлетворить повышенные синтетические потребности более крупных мышечных клеток», объясняет Шварц. «Это привело к предположению, что данное ядро ​​контролирует определенный объем цитоплазмы – так что, когда мышца сжимается или «атрофируется» из-за неиспользования или заболевания, количество миоядер уменьшается».

Мышца может получить ядра, но никогда не может потерять их

Это предположение долгое время казалось верным, поскольку многие исследователи сообщали о наличии распадающихся ядер в мышечной ткани во время атрофии, вызванной бездействием, травмой или параличом. Но современные, специфичные для клеточного типа красители и генетические маркеры показали, что умирающие ядра, обнаруженные другими исследователями, на самом деле были воспаленными, а другие ядра превратились в атрофическую мышцу.

Новое свидетельство рисует совсем другую картину мышечного синцития.

«Два независимых исследования – одно было проведено на грызунах, а другое на насекомых – продемонстрировали, что ядра не теряются из-за атрофии мышечных волокон и даже остаются после начала гибели мышц».

Это говорит о том, что, как только мышечное волокно приобрело ядро, оно принадлежит мышечному синцитию – возможно, на всю жизнь. Но профессор Шварц, например, не удивлен новыми данными.

«Мышцы повреждаются во время экстремальных физических нагрузок, и им часто приходится переносить изменения в наличии пищи и других факторах окружающей среды, которые приводят к атрофии. Они не будут отказываться от своих ядер в ответ на каждое из этих изменений».

«Используй или потеряй до тех пор, пока не будешь использовать снова»

Поскольку миоядра являются синтетическим двигателем мышечных волокон, их удержание должно позволить размеру мышц и их силе быстрее восстановиться после одного из этих изменений и помочь объяснить феномен «мышечной памяти».

«В области физиологии упражнений хорошо документировано, что гораздо легче восстановить определенный уровень физической подготовки мышц с помощью упражнений, чем достичь его изначально, даже если в течение длительного периода времени отсутствовали тренировки. Словом, фраза «используй или потеряй» может быть более точно сформулирована как «используй или потеряй до тех пор, пока не будешь использовать снова».

Таким образом, результаты имеют важные последствия помимо понимания мышечной биологии.

«Информируя политику общественного здравоохранения, открытие того, что миоядра сохраняются на неопределенный срок, подчеркивает важность физических упражнений в раннем возрасте. В подростковом возрасте рост мышц усиливается за счет гормонов, питания и мощного пула стволовых клеток, что делает его идеальным периодом для того, чтобы люди могли создавать миоядрка, на которые можно рассчитывать, чтобы оставаться активными в старости.

Полученные результаты также подтверждают частые тесты на допинг для спортсменов с постоянным запретом на проверенные стероидны, так как спортсмены получат пользу от стероидов еще долго после того, как их использование закончится.

«Анаболические стероиды вызывают постоянное увеличение способности пользователей к развитию мышц. В соответствии с этим, исследования показывают, что мыши, получающие тестостерон, приобретают новые миоядра, которые сохраняются еще долго после прекращения использования стероидов».

Lawrence M. Schwartz.

Skeletal Muscles Do Not Undergo Apoptosis During Either Atrophy or Programmed Cell Death-Revisiting the Myonuclear Domain Hypothesis.

Frontiers in Physiology, 2019; 9 DOI: 10.3389/fphys.2018.01887