Мышечные гены забывают про нагрузку
Прочитано в «Науке и жизни».
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?
Спустя несколько месяцев после прекращения тренировок гены мышц уже не помнят ни про какие тренировки. (Фото HannahWells / pixabay.com/.)
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.
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.
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.