17.08.2010

 Память о спортзале хранится в ядрах мышечной клетки


Интенсивные нагрузки оставляют в мышечных клетках вечный след. Именно благодаря ему тренированные люди восстанавливают спортивную форму быстрее, чем новички ее набирают.

После травмы, рождения ребенка и из-за множества других обстоятельств профессиональным спортсменам порой приходится на время превращать тренировки. При этом накачанные мышцы атрофируются - уменьшаются в объеме. Но если атлеты решают вернуться в спорт и возобновляют тренировки, то возвращают физическую форму довольно быстро. Им требуется меньше времени, чтобы мышцы вернулись в накачанное состояние, чем новичкам, начинающим с нуля.

Явление мышечной памяти известно уже давно, а его причины спортивные медики связывали с работой нервной системы. Но норвежские ученые под руководством Кристиана Гундерсена (Kristian Gundersen) из университета Осло (University of Oslo) показали, что мышечные волокна обладают собственной памятью и ее механизм связан с появлением новых ядер.

Мышца

Состоит из пучков мышечных волокон, окруженных соединительной тканью с кровеносными сосудами и нервными волокнами. Мышечное волокно - это одна многоядерная клетка, наполненная сократительными нитями - миофибриллами. Их назначение - сокращение мышечного волокна под действием нервного импульса. Миофибрилла состоит из нитей белков - актина и миозина. Клетки-сателлиты, примыкающие к мышечному волокну, способны к делению и участвуют в восстановлении мышц после микротравм.

Мышечные волокна - клетки, составляющие мышечную ткань, - выглядят необычно. Они очень длинные (до 14 см) и тонкие (около 50 мкм). Обычно их длина равна длине мышцы. Кроме того, мышечные волокна содержат много ядер - это одни из немногих многоядерных клеток у позвоночных животных. Современный метод прижизненного наблюдения клеток (time-lapse in vivo imaging) позволяет при помощи конфокального микроскопа и флуоресцентного красителя, введенного прямо в мышечное волокно, пересчитать в нем ядра. Не во всем длинном волокне, а в какой-то его части. Животное при этом не гибнет.Чтобы нагрузить мышцу, ее лишали партнера

Норвежские биологи проводили опыты на мышах, но не гоняли их в колесе, а сделали операцию. Чтобы нагрузить мышцу голени под названием extensor digitorumlongus (лат.) (EDL) - длинный разгибатель пальцев, они частично удалили другую мышцу - tibialis anterior muscle (лат.), или переднюю большеберцовую. Так как частично удаленная мышца действует в том же направлении, что и изучаемая, в результате операции EDL получила дополнительную нагрузку.

Через разные сроки после операции ученые посмотрели, что происходит с мышцей. За 21 день мышечные волокна в EDL стали заметно толще: площадь поперечного сечения увеличилась на 35%. Но эти изменения оказались не единственными. В мышечных клетках-волокнах стало на 54% больше ядер (считали их число на один миллиметр). Причем, как показал анализ, увеличение числа ядер по времени предшествовало росту толщины. Ядра начали умножаться на шестой день усиленной нагрузки на мышцы, и их число стабилизировалось на 11−й день. А толщина волокна стала расти на девятый день и остановилась на 14−й.Прибавка в ядрах прибавляет силу

У другой группы мышей проделали все то же самое и наблюдали за ними две недели. На 14−й день после операции в мышечных волокнах стало на 37% больше ядер, а толщина волокон увеличилась на 35%. После этого биологи имитировали прекращение тренировки мышцы - для этого они просто перерезали идущий к ней нерв. Наблюдения продолжали. В течение следующих 14 дней мышца атрофировалась: толщина волокон уменьшилась на 40% от наибольшего значения. А вот дополнительные ядра никуда не делись - их число осталось на прежнем уровне.

Эксперимент показал, что рост мышечной массы при тренировке - следствие увеличенного числа ядер в мышечных клетках. Больше ядер означает больше работающих генов, одновременно трудящихся над синтезом большего количества сократительных белков мышцы - актина и миозина. Это изменение надолго - дополнительные ядра не исчезли даже после трех месяцев мышечной атрофии. Последний результат удивил ученых: они ожидали, что лишние ядра вскоре будут уничтожены путем апоптоза, однако этого не произошло. Ядра просто снижали функциональную активность и ждали своего часа.

Исследователям стало ясно, что именно новые ядра и есть основа мышечной памяти. Она действует на уровне клетки. С возобновлением нагрузки дополнительные ядра начинают активно действовать, синтез белков усиливается и мышца растет; и все это происходит намного быстрее, чем при первой тренировке. Потому что для такого роста уже есть материальная база - лишняя ДНК. А сделать режим тренировок оптимальным тренерам помогают химики.О возрасте и стероидах

Новые ядра в мышечных волокнах образуются благодаря клеткам-сателлитам, которые делятся путем митоза. С возрастом их способность к делению снижается. По этой причине пожилому человеку будет трудно накачать мышцы, если он не тренировался в молодости. А вот вернуть себе физическую форму, в принципе, возможно.

Другой важный практический вывод - анаболические стероиды, которые принимают для накачки мышц. Действуют они по тому же механизму, что и усиленные тренировки, - увеличивают количество ядер. Но это значит, что их допинговый эффект фактически постоянный, а не временный, потому что созданные ими ядра не исчезают.

Источник: Память о спортзале хранится в ядрах мышечной клетки




Другие новости:
  • Десерты снижают интеллектДесерты снижают интеллект29.05.2012
    Американские ученые пришли к выводу, что сладкие десерты мешают работе мозга. Чрезмерное употребление сладких блюд приводит к потере памяти и снижению способности запоминать важную информацию. Ученые из Лос-Анджелеса провели эксперимент на грызунах, чтобы подтвердить свою гипотезу.
  • Чеснок препятствует формированию устойчивости бактерийЧеснок препятствует формированию устойчивости бактерий30.05.2012
    Некоторые виды микроорганизмов способны формировать особую биопленку, которая усиливает их способность противостоять действию антибиотиков.
  • Описан древний геном вируса гепатита BОписан древний геном вируса гепатита B30.05.2012
    Обнаружение в Корее мумифицированного ребёнка с относительно хорошо сохранившимися внутренними органами позволило израильско-южнокорейской исследовательской группе провести генетический анализ образца печени и выявить уникальную последовательность ДНК вируса гепатита B, принадлежащую
  • С 1 июня в России из свободной продажи исчезнет часть лекарств (видео)С 1 июня в России из свободной продажи исчезнет часть лекарств (видео)31.05.2012
    Многие обезболивающие средства станут отпускать строго по рецепту. Речь о препаратах, содержащих кодеин.
  • Питание в детстве влияет на размер мозгаПитание в детстве влияет на размер мозга01.06.2012
    Продолжительность грудного вскармливания прямым образом влияет на размер мозга млекопитающих (в том числе, людей), доказали британские ученые.
  • У Караченцова случился серьезный приступУ Караченцова случился серьезный приступ01.06.2012
    На отдыхе в Турции с актером случился серьезный приступ, из-за которого он теперь вынужден заново учиться ходить.
  • Эксперты озвучат перспективы онкологической помощи в РоссииЭксперты озвучат перспективы онкологической помощи в России04.06.2012
    Ведущие специалисты в области медицины и фармакаэкономики совместно с представителями пациентских организаций обозначат основные способы решения проблем с онкологической помощью в России. Они соберутся на круглом столе "Актуальные проблемы и перспективы повышения доступности и качества
  • Уставшие ножки под защитой Уставшие ножки под защитой "Десанта Антистакс"04.06.2012
    Боль, отеки, тяжесть в ногах беспокоят многих женщин и даже мужчин. Часто их списывают на последствия усталости. Однако эти симптомы могут свидетельствовать о хроническом заболевании вен. Как защитить здоровье венозных сосудов ног, специалисты из группы повышенного риска - фармацевты
  • Зюганов попал в реанимацию в КисловодскеЗюганов попал в реанимацию в Кисловодске04.06.2012
    Лидер партии КПРФ Геннадий Зюганов в понедельник, 4 июня, был доставлен в больницу города Кисловодска, сообщает "Интерфакс" со ссылкой на источник в министерстве здравоохранения Ставропольского края.
  • Wella Pro Series представляет:  Инновационный уход за поврежденными волосамиWella Pro Series представляет: Инновационный уход за поврежденными волосами04.06.2012
    Wella - вот уже более 130 лет радует женщин инновационными разработками продукции по уходу за волосами, задавая тренды в развитии индустрии красоты.
 
  Copyright © RIN 2001-. *  Обратная связь