锻炼肌肉|为什么运动可以锻炼肌肉当我们运动时

文章图片

当我们运动时，负荷越高，重复次数越多，肌肉就增加得越大。然而，为什么运动可以锻炼肌肉？为什么长时间不动就会导致肌肉萎缩呢？
这两个问题看似简单，但答案大都来自坊间，以及运动和康复医学界积累的大量相关经验知识。但这些知识并不能解答导致肌肉肥大和萎缩的两个关键现象，即肌肉如何“知道”自己正在锻炼（自发的无意识活动），以及它如何发出信号以刺激张力或萎缩的形态学反应？
因此，就增肌而言，似乎每个人都无法预测自己使多大力，练多长时间，能达到多大效果。
肌肉是一个高度有序的器官，可以拆分成越来越小的亚结构。肌节是肌肉实现收缩和肥大的最基本单位，每个肌节又包含许多肌丝，分为粗丝和细丝两种，而细丝仅有1微米长，直径也不到1微米，它们比肌纤维（肌细胞）更小。

文章图片

此前，有研究把关注点集中在单块肌肉或其单个肌纤维上，显然无法解答上述问题。因此，必须在分子水平去寻找解释肌肉生长的部分原因。
近日，发表在《Biophysical Journal》上的一项研究中，来自英国剑桥大学卡文迪许实验室（全世界几乎一半诺贝尔物理学诺都来自这个实验室）的Eugene Terentjev教授和Neil Ibata（15岁时就是Nature一作）利用理论生物物理学的方法开发了一套数学模型，并结合细胞内机械传感器、信号链途径和转录后合成的核糖体动力学，揭示了肌肉如何通过生产（或降解）其收缩蛋白来感知和响应外部负荷。这样一来，它就可以根据不同个体预测“增肌”的最优方案。该模型为手机应用（App）打下了基础。未来，用户有望通过输入个人的生理学细节来获取自己的最优增肌方案。

文章图片

肌细胞中的细胞内信号传导如何组织营养反应是运动科学和影响肌肉稳态条件（包括发育和衰老以及众多病症）研究中的一个核心问题。
Ibata说：“肌肉中的主要结构分子之间的相互作用大约在50年前才拼凑起来。目前还不完全清楚这些很小的辅助蛋白是如何融入肌肉整体生长过程的。这是因为数据很难获得。个体的生理和行为差异很大，几乎不可能在真人上进行肌肉大小变化的对照实验。”
Terentjev教授说：“你可以提取肌细胞并单独观察，但这样就会忽略其他因素，如运动期间的氧气和葡萄糖水平。因此，很难把所有因素放在一起观察。”