Хипертрофичен ефект от упражненията за издръжливост и потенциалните механизми

Издръжливостта или „аеробните“ упражнения обикновено се разглеждат като сърдечно-съдови упражняване и обикновено не се свързва с хипертрофия на скелетната мускулатура. Упражнението за издръжливост се дефинира като упражняване на натоварване с ниска интензивност върху мускул за дълъг период от време, като ефекта от джогинг върху мускулите на прасеца, но също така включва използването на леки тежести за съпротива упражняване. Въпреки това, скорошно проучване, което изяснява патологиите на скелетните мускули при плъхове с диабет, откри хипертрофичния ефект от упражненията за издръжливост (в този случай бягаща пътека, работеща върху стомашно-чревния мускул), дори при плъхове без диабет. Той също така описва два специфични скелетно-мускулни протеина, Kinesin Family Member 5B (KIF5B) и Growth Associated Protein 43 (GAP-43), тяхната дисфункция при диабет и как упражненията за издръжливост насърчават хипертрофията на скелетните мускули чрез тези специфични протеинови пътища.

В това проучване 52 мъжки плъха бяха разделени на 4 групи: контроли (здрави, без диабет), обучени за издръжливост контроли, диабетици, обучени за издръжливост диабетици. K1F5B, GAP-43 и PAX7 (мускулни сателитни клетки, които са отговорни за мускулната регенерация след упражняване-предизвикано мускулно увреждане²) изобилието, както и площта на напречното сечение на гастрокнемиуса (CSA).

- диабетик нетренираната група има значително по-нисък гастрокнемиус CSA в сравнение с контролната нетренирана група и почти половината от броя на мускулните ядра (мионуклеуси) и почти една трета от изобилието на сателитните клетки (PAX7) на контролната нетренирана група. Това означава сериозни патологии в скелетната мускулатура на диабетиците. Въпреки това, обучената с диабет група има значително по-добри параметри на мускул здраве и има почти същото изобилие на CSA, мионуклеуси и PAX7 като нетренирани контроли, което предполага значителния хипертрофичен ефект от тренирането на издръжливост на мускул и потенциала за терапевтично противодействие на мускулните патологии, предизвикани от диабет. Обучените здрави контроли имаха значително по-добри мускулни параметри спрямо всички други групи, със значително по-високо CSA и изобилие на мионуклеуси и PAX7.

Протеинът KIF5B е значително положително свързан с броя на мионуклеусите и мускулния CSA. KIF5B е умерено потиснат при диабет и тренировките за издръжливост значително повишават протеина. Смята се, че KIF5B е отговорен за позиционирането на мионуклеусите в мускула (мускулите имат множество ядра за разлика от повечето други типове клетки и нови мионуклеуси могат да бъдат създадени дори при възрастни чрез методи като съпротивление упражняване³). Освен това, протеинът GAP-43 също е значително положително корелиран с броя на мионуклеусите и мускулния CSA. GAP-43 също беше умерено потиснат в диабет и тренировките за издръжливост значително увеличиха протеина. Смята се, че GAP-43 участва в регулирането на калция. Следователно регулирането на двата протеина локално в коремния мускул чрез тренировка за издръжливост на мускула изглежда осигурява хипертрофичен ефект, потенциално чрез тези протеинови пътища и това изследване също хвърля светлина върху потенциалните причини за дисфункции на скелетните мускули, като атрофия, наблюдавана при пациенти с диабет .

***

Литература:  

1. Rahmati, M., Taherabadi, SJ 2021. Ефектите от тренировките с упражнения върху експресията на кинезин и GAP-43 в скелетните мускулни влакна на STZ-индуцирани диабетни плъхове. Sci Rep 11, 9535. https://doi.org/10.1038/s41598-021-89106-6 

2. Самбасиван Р, Яо Р, et al 2011. Pax7-експресиращите сателитни клетки са незаменими за регенерацията на скелетните мускули на възрастни. Развитие. 2011 септември;138(17):3647-56. doi: https://doi.org/10.1242/dev.067587 . Грешка в: Развитие. 2011 октомври;138(19):4333. PMID: 21828093. 

3. Bruusgaard JC, Johansen IB, и др 2010. Мионуклеусите, придобити от упражнение с претоварване, предшестват хипертрофията и не се губят при детрениране. Известия на Националната академия на науките август 2010 г., 107 (34) 15111-15116; DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0913935107  

***