【體育與DNA】肌肉記得往日榮光

■ 重量訓練可以讓線條緊實,不過必須持之以恆。但最近有科學家指出,「健美的記憶」會儲存在細胞核中,現在做的肌肉訓練不會白費。這個發現似乎跟某些健身愛好者的常識不謀而合,給了我們更好的理由上健身房鍛鍊。

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阿諾史瓦辛格與法蘭科,健美先生二人組。


編譯
∣ 汪芃

  以前練過身體的人要再健身通常比較容易,這點現在科學家已悟出箇中道理──奧妙在於肌肉就算疏於使用而縮小變弱了,仍會記憶先前的健美狀態。

  肌肉運動時,細胞核便會迅速增生,而肌肉記憶就儲存在這些承載DNA(去氧核糖核酸)的細胞核中。這些細胞核與先前的普遍認知不同;《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)8月16日於線上發表一份研究指出,即便肌肉萎縮,這些細胞核也不會消失。增生的細胞核會形成肌肉記憶,在肌肉運動再度活躍時,協助肌肉恢復健美。

  主導此研究的是任職於挪威奧斯陸大學(University of Oslo)的生理學家岡德森(Kristian Gundersen),他表示,這份研究成果正意味,若人年輕時能多運動,將可避免年老體衰;此外,這份研究的結論也攸關服禁藥的運動選手究竟該禁賽多久。

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肌肉記憶

  岡德森解釋,肌肉細胞很大,因此肌肉要變壯,需要不只一個細胞核,才能提供足夠的DNA模組來製造大量蛋白質。先前已有研究顯示,隨著運動,肌肉細胞會與衛星細胞結合,進而變大;衛星細胞就是肌肉的幹細胞,位於肌纖維細胞之間。過去學者一直認為,肌肉退化後,多餘的細胞核會因「細胞凋亡」(apoptosis)而消亡,亦即發生計畫性的細胞死亡。

  在岡德森這份新的研究中,研究人員讓老鼠抬起腳趾的肌肉施力變困難,來模擬運動健身的效果。研究小組發現,這根肌肉開始鍛鍊後第6天,細胞核的數量增加了。實驗的21天期間,這根出力的肌肉,肌纖維細胞內的細胞核數量增加了約54%。實驗第9天起,肌肉細胞也開始變大,又使肌肉體積增加35%。由實驗成果可知,肌肉細胞核的增生在先,而肌肉變大在後。

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肌肉細胞的細胞核(即圖中肌纖維上的綠點)會記憶先前的強健狀態;肌肉疏於活動一段時間後,若重新訓練,肌肉記憶仍能幫助肌肉恢復健美。(圖片:布魯斯賈德/奧斯陸大學)

  研究小組也進行另一組實驗,先鍛鍊老鼠的肌肉2週,然後切斷肌肉神經,使肌肉組織萎縮。結果,肌肉退化後,細胞比起先前鍛鍊時膨大的體積,縮小了約40%,但細胞內細胞核的數量卻未減少。

  先前其他研究中,肌肉細胞在肌肉萎縮後均有大量死亡現象;此份新研究的結果顯然大相逕庭。岡德森的研究團隊檢測退化消瘦的肌肉內的各種細胞,發現也有細胞凋亡現象,但死亡的是其他細胞,肌纖維細胞及其增生的細胞核則安然無恙。增生的細胞核在肌肉未運動的情況下,還能撐上至少3個月,岡德森表示,這對老鼠來說已是十分長的時間,因為老鼠平均壽命不過兩三年。

  岡德森說:「我不確定這個效果是不是永久的,但至少似乎頗為持久。」他說明,增生的細胞核既然不會死亡,便可蓄勢待發,隨時準備好製造新的肌蛋白,因而形成所謂的「肌肉記憶」。

  任職於丹麥哥本哈根大學(University of Copenhagen)的肌肉生理學家賽爾汀(Bengt Saltin)評論:「這個觀點很吸引人,而且這篇論文中也有足夠的證明來支持這個說法。這個論點十分新鮮,也能說明為何平常臨床觀察中,重複鍛鍊的肌肉通常會較快有反應。」

分子層次

  儘管如此,美國麻塞諸塞大學阿默斯特校區(University of Massachusetts Amherst)的細胞生物學家施瓦茲(Lawrence Schwartz)表示,這項研究結論應會引起一些學者強烈反彈。

  「這份研究跟很多已發表且經學界認可的數據唱反調。」施瓦茲直言。然而,肌肉細胞中只有特定種類的細胞核死亡,代表肌肉細胞歷經的確實是一種特殊的細胞凋亡。「到細胞及分子的這個層面,學界既有的理論確實已無法說明。」他認為,岡德森的研究團隊提供了可信度較高的說法,「他們的數據感覺確實蠻可信的。」

  如果鍛鍊肌肉的效果真的可維持,許多體育委員會確實須重新評估服類固醇選手的禁賽時間。先前研究指出,睾固酮可讓肌肉細胞中細胞核數量激增,遠超過一般正常健身的效果。「如果增生的細胞核真的會永遠存在,不會凋亡,那代表選手服禁藥佔的優勢可永遠維持。」岡德森表示。

  好吧,或許不是永遠,因為隨著人老化,肌肉生成的能力也會大不如前。這項新的研究說明的是,年輕時多生成一些肌肉細胞核,就能延緩肌肉隨著老化而流失的過程。「這對支持強制學生上體育課的人,可能會是個不錯的論據。」賽爾汀說。

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原文出處:Myonuclei acquired by overload exercise precede hypertrophy and are not lost on detraining(PNAS)

責任編輯:MissZoe

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One thought on “【體育與DNA】肌肉記得往日榮光

  • 2010 年 09 月 15 日 at 21:43:14
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    it's quite fresh to me!!!

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