Вы когда-нибудь делали перерыв в тренировках на месяцы — может быть, из-за травмы, рождения ребёнка или срочных рабочих дедлайнов — и возвращались с убеждением, что начинаете с нуля?
Исследование нашей команды приносит хорошие новости: на клеточном уровне вы, вероятно, не начинали с нуля. Мы обнаружили, что мышечные и печёночные клетки хранят воспоминания о каждой тренировке таким образом, что это может помочь улучшить выносливость, контролировать уровень сахара в крови и даже замедлить возврат веса после бездействия.
Используй или потеряешь? Возможно, нет
На протяжении большей части прошлого века, задолго до того, как модные диеты и причудливые тренировочные тенденции набрали популярность, физические упражнения считались одним из самых эффективных изменений образа жизни для снижения риска сердечных заболеваний, диабета 2 типа, нескольких видов рака и ранней смерти для людей всех возрастов. Но люди обычно понимали упражнения как нечто, чьи полезные эффекты со временем исчезают: используй или потеряешь.
Когда вы прекращаете тренировки, ваше максимальное потребление кислорода, мышечный прирост и чувствительность к инсулину возвращаются к исходному уровню, часто в течение нескольких недель. Рекомендации по физической активности построены на этом факте, поэтому они подчёркивают последовательность превыше всего.
Однако последовательность — это роскошь, которую примерно 3 из 4 взрослых американцев не могут себе позволить. Люди могут получить травмы, заболеть, забеременеть или иметь работу, которая ограничивает их время или способность заниматься спортом. Если адаптация действительно сбрасывается, каждый раз, когда вы входите в спортзал, это было бы так, как если бы вы никогда там не были. Но этот сценарий не соответствует тому, что обычно описывают тренеры и возвращающиеся спортсмены: на практике люди, которые тренировались раньше, могут снова стать fit быстрее, чем те, кто не проходил подобных тренировок.
В последние годы, однако, учёные начали оспаривать концепцию «используй или потеряешь». Новые исследования намекают, что ваши клетки могут вести запись вашей тренировочной истории, так что все ваши достижения не теряются полностью.
Больше, чем мышцы
Мы — физиологи упражнений, изучающие, как клетки запоминают упражнения. Наша лаборатория и другие показали, что тело способно хранить форму тренировочной памяти в разных органах.
Чтобы изучить, как работает эта тренировочная память, наша команда исследователей использует протокол тренировок ON-OFF-ON на мышах, который включает начальный четырёх-восьминедельный период тренировок, за которым следует детренировка — период без упражнений — и второй тренировочный период. Этот метод позволяет нам изучить, как клетки формируют память об упражнениях, сохраняют запись об упражнениях через детренировку и вспоминают память о предыдущих тренировках при повторном воздействии упражнений.
Используя эту стратегию, наша команда обнаружила, что память скелетных мышц ускоряет рост мышц. По сравнению с мышами без тренировочной истории, мыши, которые повторно тренировались, вырастили большие мышцы, и отдельные мышечные волокна внутри этих мышц тоже выросли. Большие мышечные волокна означали, что рабочие клетки сами становились больше, а не окружающая ткань.
При более внимательном рассмотрении этих мышечных клеток мы обнаружили, что повторно тренированная мышца лучше сопоставляет производство энергии с потребностью — то есть мышцы лучше черпали из энергетических запасов, когда это нужнее всего, — и эта способность сохраняется без дальнейших упражнений. Эта память сохранялась даже когда мыши ели высокожировую диету, предполагая, что предыдущие тренировки всё ещё могут предлагать преимущества, даже когда диета работает против этих достижений.
Мышцы — не единственная часть тела, которая учится на упражнениях. Работающая мышца нуждается в топливе, и печень поставляет его во время и после тренировок. Мои коллеги и я обнаружили, что клетки печени также хранят тренировочную память и используют её, чтобы более эффективно кормить мышцы. У мышей и людей, которые тренировались, останавливались, а затем тренировались снова, их печень высвобождала более высокие уровни семейства ферментов под названием карбоксилэстеразы. Эти ферменты расщепляют липиды, циркулирующие в крови, доставляя жир в форме, которую мышца может поглощать и сжигать по мере роста.
Запись, которая переживает вас
Записанные клеточные воспоминания об упражнениях могут даже передаваться будущим поколениям. На мышах мы обнаружили, что три-четыре недели материнских и отцовских тренировок на выносливость могут оказать длительное влияние на их потомство. По сравнению с потомством, рождённым от малоподвижных родителей, родительские упражнения давали защиту от плохого уровня сахара в крови и избыточного набора веса в течение целого года после рождения.
Исследователи выдвинули numerous гипотезы о том, как пренатальные упражнения могут влиять на потомство. Например, материнские упражнения могут позволить потомству проводить больше времени в утробе или побудить родителей производить более качественное молоко. Но ещё многое предстоит открыть в том, как родители влияют на здоровье своих детей и может ли их образ жизни обеспечить fitness-преимущество через поколения.
Каждая клетка помнит
Биология традиционно наделяла памятью короткий список клеток. Нейроны хранят память в связях между ними. Иммунные клетки хранят память, чтобы распознавать патогены быстрее и сильнее в следующий раз, когда они с ними столкнутся.
Исследователи ранее считали все другие клетки лишёнными памяти; клетка реагирует на сигнал, затем возвращается к исходному состоянию, не сохраняя записи об этом взаимодействии. Но это предположение сейчас разрушается.
Стволовые клетки кожи могут вести запись о воспалении, позволяя им заживлять новую рану быстрее месяцы спустя. Человеческие жировые клетки ведут запись об ожирении, которая сохраняется даже после значительной потери веса, что может объяснять, почему вы набираете вес быстрее при возвращении к высококалорийной диете — так называемый эффект йо-йо.
Мы предлагаем, чтобы каждая клетка в теле помнила упражнения, независимо от того, как мало или как много кто-то тренируется. Вопрос в том, как долго хранятся эти записи и могут ли исследователи продлить или расширить ёмкость хранения каждой клетки. Лучшее понимание того, как клетки учатся и запоминают упражнения, где они хранят воспоминания и как эти воспоминания сохраняются, могло бы помочь улучшить рекомендации по упражнениям для тех, кто не может тренироваться в течение длительных или последовательных периодов времени.
Чтобы было ясно, ни одно из этих findings не является доказательством в пользу пропуска спортзала; ничто в наших данных не предполагает, что эффекты прошлых тренировок могут заменить текущие тренировки. Но есть надежда, что работа, которую вы вкладываете в форму, не полностью теряется со временем.
Где-то глубоко в ваших клетках есть запись, ждущая воспроизведения в следующий раз, когда вы зашнуруете кроссовки, возьмёте гантели или захотите выполнить новогоднее обещание.
Источники: PNAS, исследования клеточной памяти упражнений, работа лаборатории физиологии упражнений, данные на мышах, The Conversation.
Ваш комментарий