Ideea mecanismului de pierdere a tonusului muscular este infirmată

memorie

Vechea zicală „folosește-o sau pierde-o” ne spune: dacă încetăm să ne mai folosim mușchii, aceștia se vor atrofia. Până de curând, oamenii de știință credeau că nucleele celulelor care construiesc și mențin fibrele musculare se pierd și dacă vă reduceți activitatea fizică.

Dar, conform unui articol publicat în Frontiers in Physiology, tehnicile moderne de laborator ne permit acum să vedem că nucleele obținute în timpul antrenamentului rămân chiar și atunci când celulele musculare se contractă deoarece nu sunt utilizate sau deteriorate. Aceste „myonuclei” conservate (nuclei musculari) permit recuperarea mai rapidă a masei musculare decât dacă sunt antrenați pentru prima dată.

Aceasta înseamnă că exercițiile fizice dezvoltă memoria musculară de la o vârstă fragedă și creează un potențial de creștere musculară, care poate preveni slăbiciunea la bătrânețe. Acest lucru sugerează, de asemenea, că sportivii care trișează și construiesc mușchi cu steroizi pot trece neobservați.

Cele mai mari celule ale noastre se află în mușchii noștri

Mușchii scheletici sunt o formațiune unică, fibrele lor sunt formate din cele mai mari celule din corp, numite sincițiul. Acestea sunt celule gigantice multinucleate formate ca urmare a multiplelor fuziuni de celule mononucleare. Unele fibre pot atinge 600 mm lungime și sunt de 100.000 de ori mai mari decât celulele mononucleare.

„Inima, oasele și chiar placenta sunt formate din rețele de astfel de celule”, explică Lawrence M. Schwartz, profesor de biologie la Universitatea din Massachusetts. "Dar celulele noastre cele mai mari - și cea mai mare sincitie - sunt mușchii noștri".

„Creșterea musculară este însoțită de adăugarea de noi nuclee de celule stem pentru a răspunde cerințelor crescute de construire a celulelor musculare mai mari”, explică Schwartz. „Acest lucru a condus la presupunerea că un nucleu controlează un anumit volum de citoplasmă - așa că atunci când un mușchi își reduce volumul sau„ atrofiază ”din cauza inutilizării sau a bolii, numărul de mionuclei (nucleele celulelor musculare) scade.”

Conform acestei ipoteze, fiecare nucleu din sincitie menține o anumită cantitate maximă de citoplasmă, iar în procesul de creștere sau atrofiere a fibrelor, numărul nucleelor ​​se modifică în consecință. Dar dacă creșterea fibrelor a fost însoțită de includerea unor nuclee de celule stem suplimentare, până acum nu a existat un răspuns clar la ceea ce se întâmplă cu nucleele de celule musculare în timpul atrofiei. Se credea că pierderea lor musculară se datorează apoptozei.

Un mușchi poate câștiga nuclee, dar nu le pierde niciodată

Această ipoteză pare mult timp valabilă, mulți cercetători raportând defalcarea nucleelor ​​din țesutul muscular în timpul atrofiei cauzate de inactivitate, leziuni sau paralizie. Dar coloranții moderni de tip celular și markerii genetici arată că nucleele pe moarte pe care alți cercetători le-au descoperit sunt de fapt agenți patogeni sau alte celule din mușchiul atrofiat.

Myonuclei sunt dobândite în timpul hipertrofiei, dar nu se pierd în timpul atrofiei șoarecilor. Fotomicrografii ale aceluiași EDL (extensor digitorum longus - mușchi din grupul anterior al mușchilor coapsei) fibre musculare în timp după inducerea hipertrofiei (rândul superior) și inducerea ulterioară a atrofiei (rândul inferior). Oligonucleotidele marcate fluorescent sunt utilizate pentru a vizualiza nucleele in vivo. Liniile punctate reprezintă sarcolema (teaca subțire care acoperă fibrele musculare striate). Intervalul de scală este egal cu 50 μm. Muschii scheletici nu suferă apoptoză în timpul atrofiei sau al morții celulare programate care revizuiesc ipoteza domeniului myonuclear, Lawrence M. Schwartz

Noi dovezi zugrăvesc o imagine foarte diferită a sincițiului muscular.

„Două studii independente - una la rozătoare și cealaltă la insecte - arată că nucleele nu sunt pierdute de fibrele musculare atrofiate și chiar rămân după debutul morții musculare.”

Acest lucru sugerează că, odată ce nucleul este dobândit din fibra musculară, acesta aparține sincițiului muscular probabil pentru viață. Dar Schwartz, pe de altă parte, nu este surprins de noile descoperiri.

"Mușchii sunt deteriorați în timpul exercițiilor fizice extreme și există adesea modificări ale dietei și a altor factori de mediu care duc la atrofie. Aceste evenimente nu pot dura foarte mult și nu are rost să renunțe la nucleele lor ca răspuns la fiecare eveniment. Provocând daune".

„Folosește-l sau pierde-l - până îl folosești din nou”

Deoarece myonuclei sunt motorul sintezei fibrelor musculare, conservarea lor trebuie să permită mușchilor și forței lor să se recupereze mai repede după aceste evenimente. Acest lucru ajută la explicarea fenomenului „memoriei musculare”.

În domeniul fiziologiei sportului, este bine documentat că este mult mai ușor să restabiliți un anumit nivel de forță musculară prin exerciții fizice decât să îl atingeți pentru prima dată, chiar dacă a existat o perioadă lungă de întrerupere. utilizează-l sau folosește-l „pierde” poate fi exprimat mai exact ca „folosește-l sau pierde-l - până îl folosești din nou”.

Implicații pentru politica de sănătate publică și controlul antidoping

Aceste descoperiri au implicații importante pentru înțelegerea biologiei musculare.

„Pentru politica de sănătate publică, descoperirea faptului că myonuclei persistă la nesfârșit subliniază importanța exercițiului fizic la o vârstă fragedă. În timpul creșterii adolescenților, creșterea musculară este ajutată de hormoni, nutriție și un set stabil de celule stem, ceea ce îl face ideal. înființarea unei „bănci” de myonuclei care poate rămâne activă la bătrânețe ”.

Resursa dobândită în copilărie poate prelungi activitatea fizică la maturitate și chiar preveni dizabilitățile și daunele grave asupra sănătății cauzate de leziuni și fracturi.

Descoperirile susțin, de asemenea, testarea frecventă a utilizării substanțelor interzise de către sportivi, cu interdicții permanente pentru frauda cu steroizi dovedită, deoarece aceștia vor beneficia de steroizi mult timp după terminarea utilizării lor.

„Steroizii anabolizanți duc la o creștere constantă a capacității utilizatorilor de a dezvolta mușchi. În consecință, studiile arată că șoarecii care primesc testosteron dobândesc noi myonuclei care continuă mult după terminarea utilizării steroizilor.