چگونه «حافظه عضلانی» می‌تواند به ما کمک کند تا متناسب باشیم؟
عضلات یک “حافظه” مولکولی پایدار از تمرینات مقاومتی گذشته ایجاد می کنند که به آنها کمک می کند پس از دوره های طولانی عدم تحرک به عقب برگردند.
پس از گذشت دو سال از کووید-۱۹ و اختلالات آن در برنامه های ورزشی ما، بسیاری از ما ممکن است احساس کنیم که یادمان رفته است که چگونه تناسب اندام داشته باشیم. اما یک مطالعه جدید نشان می دهد که عضلات ما به یاد دارند. این مطالعه نشان داد که عضلات یک “حافظه” مولکولی فراگیر و ماندگار از تمرینات مقاومتی گذشته ایجاد کردند که به آنها کمک کرد تا به سرعت از بی تمرینی های طولانی مدت بازگردند.
دراین مطالعه که بر روی موشها انجام شد تغییرات در DNA عضلات که در اثر ورزش ایجاد شد تا مدت ها پس از توقف ورزش باقی ماند. موشها پس از شروع مجدد تمرین، خیلی سریعتر از سایر حیوانات توده عضلانی را افزایش دادند. و این موضوع برای کسانی که برای اولین بار تمرینات وزنه را انجام می دهند، بسیار دلگرم کننده است. یافته ها همچنین نشان می دهد که ما باید بتوانیم بدون توجه به سن خود، خاطرات عضلانی جدیدی بسازیم.
تا همین اواخر، اصطلاح «حافظه عضلانی» معمولاً توانایی ما را در دوچرخه‌سواری، اسکی، پرتاب یا تکرار سایر کارهای فیزیکی معمول توصیف می‌کرد، حتی اگر سال‌ها بیس‌بال انجام نداده باشیم،یا شنا نکرده باشیم ،بدن ما به یاد می آورد که چگونه باید این تمرینات را انجام دهیم ولی این ربطی به حافظه عضلات ندارد. این خاطرات در نورون های حرکتی مغز ما وجود دارند.
اما دانشمندان می‌دانستند که زمانی که عضلات سخت کار می کنند و به خصوص در طول تمرین با وزنه اتفاقی می‌افتدو این تغییرات بر نحوه واکنش عضلات به ورزش بعدا تأثیر می‌گذارد. کوین موراک، پروفسور سلامت و عملکرد انسانی در دانشگاه می گوید: ” مردم چیزهایی مانند “من قبلاً یک ورزشکار بودم، سپس مرخصی گرفتم، اما عضلاتم به محض شروع به کار برگشتند” می گویند. این موضوع علاقه او و سایر محققان را برانگیخت. آنها تعجب کردند که چگونه عضلات تمرینات گذشته را به یاد می آورند؟ و از چه راه‌هایی این خاطرات به عضلات کمک می‌کنند پس از مدتی دوری از ورزش دوباره به حالت اول بروند؟
برخی از مطالعات اولیه روی حیوانات نشان می‌دهد که ژن‌های درون هسته سلول‌های عضله پس از تمرینات مقاومتی متفاوت عمل می‌کنند. سپس، در سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۱۹، چندین مطالعه بسیار مورد بحث روی افراد به بررسی اپی ژنتیک تمرین مقاومتی پرداختند. اپی ژنتیک به تغییراتی در نحوه عملکرد ژن ها اشاره دارد، حتی اگر خود ژن تغییر نکند. این تغییرات در توالی ژنتیکی تاثیر ندارد بلکه بر میزان رونویسی ژن اثر می گذارد. این تغییرعمدتاً شامل فرآیندی به نام متیلاسیون است که در آن گروه‌های متیل، خود را به خارج از ژن‌ها می‌چسبانند و احتمال روشن شدن ژن‌ها و تولید پروتئین‌های خاص را کمتر و یا بیشتر می‌کنند.
در آزمایش‌های اخیر انسانی، ورزش مقاومتی الگوهای متیلاسیون تعدادی از ژن‌ها را در عضلات افراد تغییر داد و این تغییرات هفته‌ها یا ماه‌ها بعد، حتی پس از اینکه داوطلبان ورزش را متوقف کردند و مقداری از توده عضلانی خود را از دست دادند، مشهود بود. محققان دریافتند هنگامی که آنها دوباره تمرینات با وزنه را آغاز کردند، خیلی سریعتر از زمانی که مطالعات شروع شد(شروع تمرینات برای بار اول)، عضلات رشد خود را آغازکردند. در اصل، عضلات آنها به یاد آوردند که چگونه رشد کنند.
اما آن مطالعات، در عین جذابیت، حداکثر چند ماه به طول انجامید. هنوز مشخص نبود که آیا تمرینات خیلی دور به عنوان یک خاطره ژنتیکی در عضلات ما باقی می ماند یا اینکه چند سلول و ژن مختلف در عضلات تحت تأثیر تمرینات مقاومتی به طور اپی ژنتیکی قرار می گیرند.
بنابراین برای مطالعه جدید که اخیراً در Function منتشر شد، یک مجله برجسته انجمن فیزیولوژیک آمریکا، دکتر موراک و همکارانش، از جمله نویسنده اصلی یوان ون از دانشگاه کنتاکی، تصمیم گرفتند آزمایش‌های تمرین با وزنه انسان را تا حد امکان در موش های بالغ بازسازی کنند.. طول عمر جوندگان در مقایسه با ما بسیار کوتاهتر است. به این معنی که تغییراتی که پس از چندین ماه در حیوانات مشاهده می شود ممکن است پس از چندین سال در انسان ظاهر شود.
اما از آنجایی که موشها نمی‌توانند از هالتر استفاده کنند، دانشمندان آنها را بر روی چرخ‌های وزنه دار، که برای ارائه تمرینات مقاومتی عضلات پا طراحی شده بودند، تمرین دادند. حیوانات به مدت هشت هفته تمرین کردند و سپس به مدت ۱۲ هفته در قفس خود نشستند.- حدود ۱۰ درصد از طول عمر آنها، که برای ما سال ها خواهد بود. سپس حیوانات به مدت یک ماه مجدداً آموزش دیدند و موش‌های هم سن و سالی که تازه وارد تمرین شده بودند و به عنوان گروه کنترل عمل می‌کردند، به آنها پیوستند. در تمام طول مدت، محققان بیوپسی و بررسی میکروسکوپی عضلات آنها را انجام دادند.
آنها تفاوت های زیادی را در متیلاسیون ژن در سلول های عضلات پس از تمرین موش ها مشاهده کردند. بسیاری از تغییرات ماه ها پس از توقف ورزش باقی مانده است. به گفته دکتر موراک، به طور کلی، این تغییرات اپی ژنتیکی عملکرد ژن‌های دخیل در رشد عضلات را تغییر می‌دهد. در حالی که فعالیت ژن را در جاهای دیگر خاموش می‌کند، و فرآیند ژنتیکی عضله‌سازی «متمرکزتر » می‌شود. حتی پس از ماه‌ها بی‌تحرکی، این تغییرات به موش‌های تمرین دیده کمک کرد تا در مقایسه با موش‌هایی که قبلاً تمرین نکرده‌اند، عضله سازی بیشتری را در طول تمرین مجدد داشته باشند.
مهم نیست که چقدر از زمانی که تمرین با وزنه انجام داده ایم می گذرد، عضلات ما باید زمانی که دوباره تمرین را شروع می‌کنیم آماده پاسخگویی به تمرینات باشند.
منابع:
-
R. A. Seaborne, J. Strauss, Methylome of human skeletal muscle after acute & chronic resistance exercise training, detraining & retraining.
Published: ۳۰ October 2018
Comparative Transcriptome and Methylome Analysis in Human Skeletal Muscle Anabolism, Hypertrophy and Epigenetic Memory. Sci Rep. ۲۰۱۹ Mar 12;9(1):4251. DOI: ۱۰٫۱۰۳۸/s41598-019-40787-0
