Мышечные гены забывают про фитнесс

После того, как мы перестали заниматься спортом, гены в наших мышцах довольно быстро возвращаются к обычной, «неспортивной» активности.

Если мы регулярно ходим в спортзал, наша мышечная масса увеличивается: чтобы справиться с нагрузкой, в мышцах повышается активность самых разных генов, которые помогают усилить синтез белка, добавить новые мышечные волокна в бицепсы, трицепсы и пр. Если же упражнения прекратить, мышцы уменьшаются и слабеют. Однако, может быть, несмотря на такое уменьшение, гены всё-таки помнят, что в недавнем прошлом нам приходилось много упражняться, и, возможно, если мы снова вернёмся к регулярным занятиям, то гены, благодаря своей памяти, включаться уже намного быстрее, и мы достигнем желанной физической формы скорее, чем в первый раз?

В клетках действительно существуют молекулярные механизмы, позволяющие ДНК (то есть генам), «запоминать» жизненные обстоятельства. Такие механизмы, называемые эпигенетическими, надолго меняют активность того или иного участка ДНК, и даже если те обстоятельства уже давно прошли, эпигенетические модификации удерживают определённые фрагменты ДНК в соответствующем состоянии готовности (или, наоборот, в состоянии полной неготовности, если конкретный ген в таких-то и таких-то обстоятельствах не только не нужен, а даже мешает).

Однако как раз у мышц такой «памяти», увы, нет. Карл Йохан Сундберг (Carl Johan Sundberg) и его коллеги из Каролинского института поставили следующий эксперимент: чуть больше двух десятков человек, которые вели преимущественно сидячий образ жизни, должны были быстро качать ногой в течение 45 минут; это упражнение следовало проделывать четыре раз в неделю на протяжении трёх месяцев. Упражнять нужно было только одну ногу, причём авторы работы учитывали, какую ногу тренировал каждый участник эксперимента, толчковую (доминирующую) или нет.

Затем наступали девять месяцев отдыха, а потом то же самое упражнение нужно было выполнять уже обеими ногами. На каждом этапе тренировки из мышц брали биопсию, чтобы проанализировать активность генов мышечных клеток. В итоге оказалось, что на второй стадии тренировки, когда человек работал обеими ногами, активность генов была одинаковой что в той ноге, которая всё время отдыхала, что в той, которой несколькими месяцами ранее усердно качали. То есть мышцы не помнили прошлую физическую активность, и в молекулярно-генетическом смысле начинали тренировку с нуля. Некоторые изменения в эпигенетических модификациях генов вроде бы удалось увидеть, однако сами исследователи сомневаются в достоверности данных, полученных относительно эпигенетики мышечных генов. Полностью результаты опубликованы на сайте PLOS Genetics (Lindholm et al., The Impact of Endurance Training on Human Skeletal Muscle Memory, Global Isoform Expression and Novel Transcripts).

В том, что мышцы забывают про фитнесс, которым их мучили совсем недавно, есть свой смысл: поддерживать большую мышечную массу стоит с точки зрения метаболизма довольно дорого, и потому, если нужда в накачанных мышцах исчезает, организм быстро урезает расходы на них, заставляя в том числе и гены забыть, как они работали под действием нагрузки.

Тут можно вспомнить, что два года назад мы рассказывали о другой статье, которую опубликовали те же исследователи: тогда речь шла об эпигенетических модификациях, которые происходили с ДНК в тренированных мышцах, и которые имели отношение к мышечной энергетике, регуляции воспаления и т. д. Таких модификаций нашли около 5 000, однако их искали сразу после тренировки, и тогда мы говорили, что здесь сразу же возникает вопрос: если перестать заниматься спортом, как долго сохранится изменённая картина генетической активности, как долго метильные группы будут оставаться на своих местах на ДНК? Ну что же, теперь мы знаем, что недолго.

Однако, пусть мышцы и не помнят, как они работали, это помнят нейроны, которые ими управляют. Когда мы говорим, что «руки помнят», мы имеем в виду как раз о нейронной памяти: в цепочках нервных клеток записывается последовательность и координация движений, и потому мы можем после долгого перерыва правильно взять в руки теннисную ракетку или сесть на велосипед и не свалиться. Правда, усилий на то, чтобы подняться на велосипеде в гору, после долгого перерыва придётся потратить довольно много.

Автор: Кирилл Стасевич

по материалам Karolinska Institutet: Multifaceted genetic impact of training
Источник: nkj.ru