عامل کلیدی در تأمین قدرت ماهیچه‌ها چیست؟

در مطالعه‌ی منتشرشده در ژورنال Cell Reports دانشمندان آزمایشگاه ایوانز نشان دادند که پروتئین گیرنده‌ی گامای مرتبط با استروژن (ERRγ) عامل مهمی در تمرین‌ استقامتی است. رونالد ایوانز، یکی از نویسندگان این مقاله، می‌گوید:

پروتئین ERRγ، تمرین‌های استقامتی را ممکن می‌سازد. این پروتئین موجب ایجاد نیروگاه‌های سلولی به‌نام میتوکندری می‌شود و همچنین در ایجاد عروق خونی برای انتقال اکسیژن، دور کردن سموم و کمک به ترمیم آسیب‌های مرتبط با استفاده از ماهیچه‌ها نقش دارد. بر این اساس، این پروتئین هدف درمانی مناسبی برای موارد ضعف ماهیچه است.

این فرایند توسط پروتئین‌های PGC1α و PGC1β آغاز می‌شود که نتیجه‌ی آن تحریک بیست پروتئین دیگر مرتبط با انرژی ماهیچه‌های اسکلتی و تمرین‌های استقامتی است. ERRγ یکی از همین پروتئین‌ها و یک گیرنده‌ی هورمون است که باعث فعال شدن تعدادی ژن‌ می‌شود.

پژوهشگران آزمایشگاه ایوانز می‌خواستند به‌طور دقیق از نقش پروتئین ERRγ در تولید انرژی ماهیچه‌های اسکلتی و تأثیر آن روی استقامت فیزیکی آگاه شوند. دانشمندان برای کشف این رابطه، موش‌های بدون PGC1α/β را مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها در مواردی، مقدار پروتئین ERRγ را در سلول‌های ماهیچه‌های اسکلتی به‌طور انتخابی افزایش دادند؛ با این روش می‌توان عمل مستقل ERRγ و PGC1 و همچنین عملکرد توأم آن‌ها را مطالعه کرد.

فقدان PGC1، تأثیر منفی روی انرژی و استقامت ماهیچه داشت. با این حال افزودن ERRγ، موجب بازیابی این عملکرد شد. نتیجه اینکه پروتئین ERRγ برای تولید انرژی با فعال کردن ژن‌ها در جهت ساخت میتوکندری‌های بیشتر، ضروری است. همچنین افزایش ERRγ در موش‌های بدون PGC1 موجب تقویت عملکرد ورزشی آن‌ها شد. با اندازه‌گیری فعالیت‌های چرخشی اختیاری موش‌ها در مقایسه با موش‌هایی که فاقد PGC1 و دارای سطح طبیعی از ERRγ بودند، افزایش ERRγ موجب افزایش پنج برابری در زمان صرف‌شده برای ورزش شد.

بالا-سمت چپ: کمبود PGC1 منجر به آسیب‌ شدید ماهیچه‌ای می‌شود که مشخصه‌ی آن تجمع مرکزی هسته‌ها است (با فلش علامت‌گذاری شده است)، که احتمالا به علت اختلال در متابولیسم انرژی میتوکندری است (پایین سمت چپ: رنگ‌آمیزی آبی نشان‌دهنده‌ی فعالیت ناقص میتوکندری است). چنین آسیب‌های ماهیچه‌ای و اختلالات میتوکندری به‌طور قابل توجهی با حضور بیش از اندازه ی ERRγ برطرف می‌شود (بالا و پایین سمت راست).

ویوی فان، نویسنده‌ی نخست این مقاله، می‌گوید:

اکنون که ما این هدف مستقیم را در تغییرات ناشی از ورزش شناسایی کرده‌ایم، احتمالا قادر به فعال کردن ERRγ و ایجاد تغییراتی که توسط تمرین ورزشی ایجاد می‌شود، هستیم.

علاوه بر افزایش تعداد میتوکندری‌ها در سلول‌های ماهیچه‌ای اسکلتی، ERRγ در افزایش جریان خون ماهیچه‌ای هم تأثیرگذار است. مایکل داونز، نویسنده‌ی همکار این مقاله، می‌گوید:

به‌منظور گرفتن انرژی بیشتر و دور کردن متابولیت‌های سمی به منابع خونی بیشتر نیاز است.

اما مهم‌ترین نکته این است که ERRγ می‌تواند هدف درمانی برای کمک به ترمیم عضلات آسیب‌دیده باشد. ایوانز می‌گوید:

میتوکندری نقش مهمی در تمام سلول‌های بدن به‌ویژه در سلول‌های ماهیچه‌ای که به انرژی بیشتری نیازمند هستند، دارد. اکنون ما می‌دانیم که با افزایش تولید انرژی میتوکندری، ERRγ می‌تواند واقعا موجب نجات ماهیچه‌ی آسیب‌دیده شود. اگر ما بتوانیم مولکول‌های کوچکی که ERRγ را به‌طور اختصاصی هدف قرار می‌دهند، شناسایی کنیم، امیدوار خواهیم بود به مردمی که مبتلا به دیستروفی عضلانی و دیگر مشکلات مربوط به ماهیچه‌های اسکلتی هستند، کمک کنیم.