Сжигая больше сахара, мышцы становятся выносливее

Работа мышц и успешные занятия фитнесом частично зависят от того, насколько клетки ваших мускулов используют сахар в качестве источника энергии. В свою очередь, упражнения улучшают способность мышц вбирать в себя глюкозу из крови и сжигать ее для выработки энергии.

С другой стороны, некоторые состояния, снижающие физическую активность – такие как ожирение или хронические заболевания – снижают и способность мышц сжигать сахар. Новое исследование, опубликованное в журнале Genes & Development, помогает расшифровать механизм, который перепрограммирует гены мышц, отвечающие за метаболизм, в результате чего повышается их способность эффективно использовать глюкозу. Когда этот ген был искусственно активирован у мышей, это метаболическое перепрограммирование значительно улучшило способность к физическим тренировкам, увеличив выносливость мышц.

Такого эффекта удалось достичь благодаря счёт усиленной продукции в мышечной ткани мышей белка PPARβ/δ. Это ядерный белок относится к классу рецепторов, активирующих пролиферацию пероксисом, которые контролируют процессы метаболизма. В ответ внешние сигналы они связываются с участком ДНК, включая или выключая находящиеся там гены. Предварительные исследования показали, что у животных с повышенным уровнем PPARβ/δ увеличивается физическая выносливость.

Исследователи из Медицинского института Сэнфорда — Бёрнхэма (Sanford-Burnham Medical Research Institute) продемонстрировали, что избыток белка PPARβ/δ в клетках мускулов способствует захвату и запасанию глюкозы мышечными клетками, а также более полному её расщеплению в метаболических процессах. Физическая нагрузка приводит к образованию в мышечных клетках сложного белкового комплекса, в который входят PPARβ/δ, фермент, поддерживающий клеточный энергетический баланс, и ещё один фактор транскрипции, который контролирует специфичные мышечные гены. Все вместе они включают ген лактатдегидрогеназы — фермента, расщепляющего молочную кислоту, после чего та входит в дыхательный цикл митохондрий.

Установлено, что молочная кислота вызывает чувство усталости и болезненности в мышцах после усиленной или непривычной физической нагрузки. У грызунов с повышенным содержанием PPARβ/δ её уровень был значительно ниже, и они могли выполнять физические упражнения дольше и быстрее.

Полученные результаты выявили новые возможности лечения и предотвращения ожирения, метаболического синдрома или диабета.