▎藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊(duì)編輯

你有過這樣的經(jīng)歷嗎？平時(shí)很少鍛煉的你拼盡全力做了幾組肌肉訓(xùn)練，第二天起來，發(fā)現(xiàn)連抬起胳膊的力氣都沒有了。但稍微休整兩天，你感覺自己又能行了。當(dāng)你繼續(xù)生龍活虎地?cái)]鐵時(shí)，你是否想過這樣的問題：如此迅速的肌肉修復(fù)是如何實(shí)現(xiàn)的？

我們一度認(rèn)為，科學(xué)界早已看清了肌肉修復(fù)的全貌。但在本周的《科學(xué)》雜志上，一篇論文帶給我們?nèi)碌拇鸢福菏軗p肌肉恢復(fù)原貌的真正原因，是細(xì)胞核的遷移。

▲肌肉受損時(shí)，肌纖維的細(xì)胞核向受損區(qū)域聚集（圖片來源：William Roman, iMM）

形態(tài)細(xì)長的肌細(xì)胞也被稱作肌纖維。由于這種細(xì)胞是由多個(gè)成肌細(xì)胞融合而來的，因此與人體絕大多數(shù)細(xì)胞不同的是，一個(gè)肌纖維擁有多個(gè)細(xì)胞核。運(yùn)動時(shí)，過度的肌肉收縮會造成肌纖維的細(xì)胞質(zhì)膜受損，肌纖維遭到破壞——這也是我們鍛煉第二天肌肉用不上力的原因。但是，這樣的損傷對于肌纖維來說只是暫時(shí)的。很快，肌纖維就能得到修復(fù)，迎接下一輪的鍛煉。

對于這個(gè)修復(fù)過程，過去十多年的研究已經(jīng)找到了最重要的參與者：肌肉干細(xì)胞。很多人相信，從鍛煉造成的輕微損傷到外科手術(shù)導(dǎo)致的肌肉斷裂，各類不同程度的肌肉損傷，都需要肌肉干細(xì)胞通過一個(gè)極其復(fù)雜而精密的過程完成修復(fù)。

但由西班牙和葡萄牙科學(xué)家組成的一支研究團(tuán)隊(duì)在新研究中發(fā)現(xiàn)，對于程度較輕的損傷（例如鍛煉造成的肌肉受損），肌肉修復(fù)并沒有那么復(fù)雜。無需干細(xì)胞的參與，這些肌纖維通過細(xì)胞核的移動，就能實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)。

為了看清肌肉修復(fù)的全過程，讓我們先來到肌纖維受損的瞬間。損傷發(fā)生后短短幾秒鐘之內(nèi)，一系列激烈的反應(yīng)就發(fā)生了。膜聯(lián)蛋白迅速抵達(dá)受損區(qū)域，它們與肌纖維中的鈣離子結(jié)合，形成了一個(gè)蛋白質(zhì)蓋層，封堵住肌纖維的“漏洞”。這就是肌肉修復(fù)的第一階段——僅僅幾秒鐘，快速形成的保護(hù)層就將肌纖維損傷封閉起來，避免更多的傷害。

而這項(xiàng)研究重點(diǎn)關(guān)注的，則是第二階段：重建受損的肌肉。為此，他們觀察了小鼠腿部的比目魚肌。在經(jīng)過鍛煉5小時(shí)后，肌肉的受損區(qū)域長出了蛋白質(zhì)“疤痕”。這些“疤痕”主要由細(xì)絲蛋白C和熱休克蛋白27（HSP27）這兩種蛋白質(zhì)組成，它們能幫助受損部位愈合。而在鍛煉48小時(shí)后，這些蛋白質(zhì)幾乎消失，這說明肌肉修復(fù)在此之前已經(jīng)迅速完成。而對相關(guān)標(biāo)志物的檢測表明，在這個(gè)過程中，肌肉干細(xì)胞完全沒有參與。

▲肌肉受損5小時(shí)和24小時(shí)后，熱休克蛋白27（上）和細(xì)絲蛋白C（下）在受損區(qū)域的聚集情況。（圖片來源：參考資料[1]）

那么，這些蛋白質(zhì)為什么會出現(xiàn)在受損區(qū)域？在體外培養(yǎng)的肌纖維模型中，研究人員找到了答案。在肌肉受損后，這些肌纖維的細(xì)胞核陸續(xù)向受損區(qū)域遷移。5小時(shí)內(nèi)，73%的細(xì)胞核都聚集在受損區(qū)域附近。它們直接將mRNA帶到了“施工現(xiàn)場”，后者翻譯形成的細(xì)絲蛋白C、HSP27恰好為肌肉修復(fù)提供了豐富的原材料。

對于研究團(tuán)隊(duì)來說，接下來的問題就變成了：肌肉受損后，這些細(xì)胞核為什么會紛紛涌向受損區(qū)域？在體外肌纖維模型中，他們找到了控制細(xì)胞核遷移的信號通路：細(xì)胞分裂周期蛋白42（CDC42）。這條與鈣離子相關(guān)的通路負(fù)責(zé)調(diào)控細(xì)胞的運(yùn)動能力，當(dāng)它受到抑制時(shí)，細(xì)胞核的移動也隨之放緩；而當(dāng)研究人員激活未受損的肌纖維中的CDC42時(shí)，“受騙”的細(xì)胞核仍會移動。

▲肌肉修復(fù)的兩個(gè)階段（圖片來源：參考資料[2]）

到這里，一個(gè)全新的肌肉修復(fù)機(jī)制已經(jīng)水落石出。這項(xiàng)研究的通訊作者西班牙龐培法布拉大學(xué)的Pura Mu?oz-Cánoves教授表示，因?yàn)檫@個(gè)全新的發(fā)現(xiàn)，“我們對肌肉的生理學(xué)，以及肌肉功能障礙的理解都有了重要的進(jìn)展?！?/p>

而《科學(xué)》雜志同期的一篇展望文章則認(rèn)為，這個(gè)發(fā)現(xiàn)還有著更為深遠(yuǎn)的意義：在這項(xiàng)研究中出現(xiàn)的關(guān)鍵蛋白，例如HSP27、CDC42，有可能成為修復(fù)損傷或幫助患者康復(fù)的新靶點(diǎn)。這個(gè)機(jī)制能否為更多人送去福音？我們期待后續(xù)研究能帶來更多驚喜。

參考資料：

[1] William Roman et al., (2021) Muscle repair after physiological damage relies on nuclear migration for cellular reconstruction. Science DOI: 10.1126/science.abe5620

[2] Resealing and rebuilding injured muscle. Science DOI: 10.1126/science.abm2240

[3] Nuclei on the move for muscle self-repair. Retrieved Oct. 16, 2021 from https://www.eurekalert.org/news-releases/931173

新冠病毒專題

癌癥突破

智慧之光

熱門前沿

相關(guān)知識

如何練出肌肉身材？一些增肌建議，打造出色的肌肉線條
長期有氧 VS 長期擼鐵，二者有何不同？從4個(gè)方面分析
肌肉損傷一般要多長時(shí)間才能恢復(fù)？
對于腹部的肌肉訓(xùn)練，一周訓(xùn)練幾次才算科學(xué)合理
4種不同體重人群減脂攻略...@擼鐵健身的小河馬的動態(tài)
3個(gè)科學(xué)增肌方法，多減5斤脂肪+增3斤肌肉！
到底每周練幾天才能長肌肉？關(guān)于訓(xùn)練頻率最科學(xué)的講解
健身達(dá)人告訴你，擼鐵VS跑步，哪個(gè)更好？
茉特大騙局揭曉？健康減肥不反彈！月瘦12斤到30斤
難怪按摩這么舒服！哈佛科學(xué)家首次揭示按摩促進(jìn)肌肉修復(fù)的原理

網(wǎng)址: 周末擼鐵練猛了？不要緊，《科學(xué)》新發(fā)現(xiàn)肌肉修復(fù)so easy http://m.u1s5d6.cn/newsview95845.html