Hypertrophic Effect ของการฝึกความอดทนและกลไกที่เป็นไปได้

ความอดทนหรือการออกกำลังกายแบบ "แอโรบิก" โดยทั่วไปถูกมองว่าเป็นโรคหัวใจและหลอดเลือด การออกกำลังกาย และโดยทั่วไปไม่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตมากเกินไปของกล้ามเนื้อโครงร่าง การออกกำลังกายแบบ Endurance หมายถึง การออกแรงที่มีความเข้มข้นต่ำต่อกล้ามเนื้อเป็นระยะเวลานาน เช่น ผลของการจ็อกกิ้งที่กล้ามเนื้อน่อง แต่ยังรวมถึงการใช้น้ำหนักเบาในการต้านทานด้วย การออกกำลังกาย- อย่างไรก็ตาม การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ ซึ่งอธิบายโรคของกล้ามเนื้อโครงร่างในหนูที่เป็นเบาหวาน พบว่าผลของการออกกำลังกายที่มีความอดทนมากเกินไป (ในกรณีนี้คือการวิ่งบนลู่วิ่งไฟฟ้าบนกล้ามเนื้อน่อง) แม้แต่กับหนูที่ไม่เป็นเบาหวานก็ตาม นอกจากนี้ ยังให้รายละเอียดเกี่ยวกับโปรตีนกล้ามเนื้อโครงร่างจำเพาะสองชนิด ได้แก่ Kinesin Family Member 5B (KIF5B) และ Growth Associated Protein 43 (GAP-43) ความผิดปกติของโปรตีนเหล่านี้ในโรคเบาหวาน และวิธีที่การออกกำลังกายที่มีความอดทนส่งเสริมการเจริญเติบโตของกล้ามเนื้อโครงร่างผ่านวิถีโปรตีนเฉพาะเหล่านี้

ในการศึกษานี้ หนูตัวผู้ 52 ตัวถูกแบ่งออกเป็น 4 กลุ่ม: กลุ่มควบคุม (สุขภาพแข็งแรง ไม่เป็นเบาหวาน) กลุ่มควบคุมที่ได้รับการฝึกความอดทน ผู้ป่วยเบาหวาน และผู้ป่วยโรคเบาหวานที่ได้รับการฝึกความอดทน K1F5B, GAP-43 และ PAX7 (เซลล์ดาวเทียมของกล้ามเนื้อซึ่งมีหน้าที่ในการสร้างกล้ามเนื้อใหม่ภายหลัง การออกกำลังกาย-เกิดความเสียหายของกล้ามเนื้อ²) ความอุดมสมบูรณ์ เช่นเดียวกับพื้นที่หน้าตัดของกระเพาะอาหาร (CSA) ถูกคำนวณ

พื้นที่ ผู้ป่วยโรคเบาหวาน กลุ่มที่ไม่ได้รับการฝึกฝนมี gastrocnemius CSA ที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้รับการฝึกฝนและเกือบครึ่งหนึ่งของจำนวนนิวเคลียสของกล้ามเนื้อ (myonuclei) และเกือบหนึ่งในสามของเซลล์ดาวเทียม (PAX7) ความอุดมสมบูรณ์ของกลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับการฝึกฝน นี่แสดงถึงพยาธิสภาพที่สำคัญในกล้ามเนื้อโครงร่างของผู้ป่วยโรคเบาหวาน อย่างไรก็ตาม กลุ่มฝึกเบาหวานมีพารามิเตอร์ที่ดีกว่าอย่างมีนัยสำคัญของ กล้ามเนื้อ สุขภาพและมี CSA, myonuclei และ PAX7 ที่เกือบจะเหมือนกันกับกลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับการฝึกฝน ซึ่งชี้ให้เห็นถึงผลกระทบจากภาวะ hypertrophic ที่สำคัญของการฝึกความอดทนของกล้ามเนื้อและศักยภาพในการต่อสู้กับโรคกล้ามเนื้อที่เกิดจากโรคเบาหวาน กลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดีที่ผ่านการฝึกอบรมมีพารามิเตอร์ของกล้ามเนื้อที่เหนือกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มอื่น ๆ ทั้งหมดโดยมี CSA ที่สูงขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและ myonuclei และ PAX7 มากมาย

โปรตีน KIF5B มีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญกับจำนวน myonuclei และ CSA ของกล้ามเนื้อ KIF5B ถูกระงับในระดับปานกลางในผู้ป่วยเบาหวานและการฝึกความอดทนเพิ่มโปรตีนอย่างมีนัยสำคัญ เชื่อกันว่า KIF5B มีหน้าที่ในการจัดตำแหน่งของ myonuclei ในกล้ามเนื้อ (กล้ามเนื้อมีหลายนิวเคลียสซึ่งแตกต่างจากเซลล์ประเภทอื่น ๆ ส่วนใหญ่และสามารถสร้าง myonuclei ใหม่ได้แม้ในผู้ใหญ่ด้วยวิธีการเช่น ความต้านทาน การออกกำลังกาย³- นอกจากนี้ โปรตีน GAP-43 ยังมีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญกับจำนวนนิวเคลียสและ CSA ของกล้ามเนื้อ GAP-43 ก็ถูกระงับในระดับปานกลางเช่นกัน โรคเบาหวาน และการฝึกความอดทนทำให้โปรตีนเพิ่มขึ้นอย่างมาก เชื่อกันว่า GAP-43 เกี่ยวข้องกับการควบคุมการจัดการแคลเซียม ดังนั้น การควบคุมโปรตีนทั้งสองชนิดเฉพาะในกล้ามเนื้อน่องโดยการฝึกความอดทนของกล้ามเนื้อดูเหมือนว่าจะให้ผลภาวะไขมันในเลือดสูง ซึ่งอาจเกิดขึ้นผ่านวิถีโปรตีนเหล่านี้ และงานวิจัยนี้ยังให้ความกระจ่างเกี่ยวกับสาเหตุที่เป็นไปได้ของความผิดปกติของกล้ามเนื้อโครงร่าง เช่น การฝ่อที่สังเกตได้ในผู้ป่วยโรคเบาหวาน .

***

อ้างอิง:  

1. Rahmati, M. , Taherabadi, SJ 2021 ผลของการฝึกออกกำลังกายต่อการแสดงออกของ Kinesin และ GAP-43 ในเส้นใยกล้ามเนื้อโครงร่างของหนูเบาหวานที่เกิดจาก STZ Sci Rep 11, 9535. https://doi.org/10.1038/s41598-021-89106-6 

2. สัมบาสีวัน อาร์, ยาว อาร์, et al พ.ศ. 2011 เซลล์ดาวเทียมที่แสดงออก Pax7 นั้นขาดไม่ได้สำหรับการสร้างกล้ามเนื้อโครงร่างของผู้ใหญ่ การพัฒนา. 2011 ก.ย.;138(17):3647-56. ดอย: https://doi.org/10.1242/dev.067587 . Erratum ใน: การพัฒนา. 2011 ต.ค.;138(19):4333. PMID: 21828093 

3. บรูสการ์ด เจซี, โยฮันเซ่น ไอบี, อัล et 2010. Myonuclei ที่ได้มาโดยการออกกำลังกายที่เกินพิกัดก่อนการเจริญพันธุ์และไม่สูญเสียการฝึกฝน การดำเนินการของ National Academy of Sciences ส.ค. 2010, 107 (34) 15111-15116; ดอย: https://doi.org/10.1073/pnas.0913935107  

***