عملکرد عضلانی و کارایی بهتر با مولکول L-BAIBA

به گزارش مجله خبری نگار،L-BAIBA مولکولی است که هنگام ورزش در عضلات تولید می‌شود و به سازگاری عضلات با تمرین کمک می‌کند.

موش‌های دریافت‌کننده BAIBA استقامت، عملکرد عضلانی و کارایی میتوکندری بهتری نشان دادند.

نتایج انسانی امیدوارکننده هستند، اما هنوز ثابت نمی‌کنند L-BAIBA مستقیماً باعث افزایش آمادگی جسمانی می‌شود.

ورزش باعث می‌شود عضلات مولکول کوچکی به نام L-BAIBA تولید کنند؛ مولکولی که به نظر می‌رسد در افزایش استقامت، بهبود استفاده از انرژی و سازگاری عضلات با تمرین‌های مکرر نقش مهمی دارد. یک پژوهش جدید نشان داده است که عضلات برای بهره‌بردن کامل از آثار تمرین، به این مولکول نیاز دارند.

برای مثال، اگر سه بار در هفته شروع به دویدن کنید، ممکن است پس از یک ماه همان مسیر برایتان آسان‌تر شود. عضلات برای ایجاد این تغییر خود را بازسازی می‌کنند و مطالعه جدید نشان می‌دهد بدون یک مولکول کوچک که هنگام ورزش تولید می‌شود، این فرایند به‌طور کامل انجام نمی‌شود.

عضلات هنگام فعالیت مولکولی به نام L-BAIBA تولید می‌کنند. موش‌هایی که توانایی تولید این مولکول را نداشتند، به همان اندازه سایر موش‌ها تمرین کردند، اما فواید بسیار کمتری از ورزش به دست آوردند.

تقریباً تمام این شواهد از آزمایش روی موش‌ها و سلول‌های عضلانی انسان که در محیط آزمایشگاهی رشد داده شده بودند، به دست آمده است. شرکت‌کنندگان انسانی این پژوهش فقط نمونه خون ارائه کردند.

Lee Roberts، استاد فیزیولوژی مولکولی و متابولیسم در University of Leeds، سرپرستی این پژوهش را بر عهده داشت.

«پژوهش ما L-BAIBA را به‌عنوان یک سیگنال ایجادشده در اثر ورزش شناسایی می‌کند که به عضلات کمک می‌کند سازگار شوند، ظرفیت متابولیکی و توانایی انقباض خود را بهبود دهند و در نهایت عملکرد جسمانی را افزایش دهند.»

تقویت عضلات چگونه با تجزیه والین آغاز می‌شود؟

عضلات فقط بدن را حرکت نمی‌دهند، بلکه مانند یک اندام پیام‌رسان نیز عمل می‌کنند و پیام‌های شیمیایی مختلفی را وارد خون می‌کنند.

یکی از این پیام‌ها با والین آغاز می‌شود؛ یک اسید آمینه که در غذا‌های سرشار از پروتئین وجود دارد. مصرف بسیار کم پروتئین با ضعف بیشتر عضلات در سالمندان ارتباط داده شده است.

عضلات اسید‌های آمینه، یعنی واحد‌های کوچک سازنده پروتئین‌ها، را مصرف می‌کنند و یکی از این اسید‌های آمینه والین است. هنگامی که والین درون یک سلول عضلانی تجزیه می‌شود، یکی از محصولات باقی‌مانده ترکیبی به نام beta-aminoisobutyric acid یا به‌اختصار BAIBA است.

Roberts و همکارانش در سال ۲۰۱۴ گزارش کردند که ورزش باعث می‌شود عضلات BAIBA بیشتری تولید کنند و افزایش این ماده نحوه سوزاندن چربی در بدن را تغییر می‌دهد. امروزه BAIBA به‌صورت مکمل نیز قابل خریداری است و در میان فهرست بلندبالایی از ترکیباتی قرار دارد که به‌عنوان نوعی «قرص ورزش» مورد توجه قرار گرفته‌اند.

BAIBA در دو شکل آینه‌ای نیز وجود دارد و نخستین کاری که این مطالعه انجام داد، تفکیک این دو شکل بود. فقط یکی از آنها، یعنی L-BAIBA، بر عضلات اثر داشت.

یک آنزیم مشخص تولید نهایی این شکل را کامل می‌کند. این فرایند در میتوکندری سلول عضلانی انجام می‌شود؛ بخش‌هایی از سلول که غذا و اکسیژن را به انرژی قابل استفاده تبدیل می‌کنند.

موش‌های دریافت‌کننده BAIBA مسافت بیشتری دویدند

موش‌های نر جوان به مدت شش هفته BAIBA را همراه آب مصرف کردند؛ روزانه ۱۰۰ میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن. میزان این ماده در خون آنها تقریباً به سطحی رسید که ورزش به‌تنهایی می‌تواند ایجاد کند.

سپس موش‌ها با چرخ دویدن روبه‌رو شدند. موش‌های دریافت‌کننده BAIBA تعداد چرخش بیشتری انجام دادند و سریع‌تر دویدند، بدون اینکه دفعات مراجعه آنها به چرخ بیشتر از سایر موش‌ها باشد.

در عضلات پای آنها نیز تغییراتی رخ داده بود. عضله Soleus که عضله‌ای در ساق پا و مناسب فعالیت‌های استقامتی است، وزن بیشتری داشت و فیبر‌های عضلانی بیشتری در خود جای داده بود. تعداد فیبر‌های کند و مقاوم در برابر خستگی نیز افزایش یافته بود.

وقتی این عضله از بدن خارج و در یک محیط آزمایشگاهی تحریک شد، نیروی بیشتری نسبت به عضله موش‌های گروه کنترل تولید کرد.

نقش میتوکندری در افزایش استقامت عضلانی

بخشی از این اثر به میتوکندری مربوط بود. موش‌های دریافت‌کننده BAIBA میتوکندری بیشتری در عضلات خود داشتند و بافت عضلانی آنها اکسیژن را با کارایی بیشتری مصرف می‌کرد.

چند هفته تمرین استقامتی نیز به‌طور طبیعی تغییرات مشابهی ایجاد می‌کند و این فرایند از طریق حسگر معمول انرژی در عضلات انجام می‌شود.

موش‌های تمرین‌کرده بدون L-BAIBA دیگر پیشرفت نکردند

افزودن یک مولکول به بدن یک آزمایش است، اما آزمایش دشوارتر این است که آن مولکول حذف شود و حیوان همچنان تمرین کند.

تیم Roberts دو بار در هفته رشته‌های کوتاهی از DNA را به عضلات پای عقبی موش‌ها تزریق کرد. این کار آنزیمی را که تولید نهایی L-BAIBA را در آن بافت انجام می‌دهد، غیرفعال کرد.

سپس ۱۰ موش در هر گروه به مدت شش هفته روی تردمیل شیب‌دار تمرین کردند. آنها چهار روز در هفته و هر بار به مدت ۴۵ دقیقه ورزش کردند.

موش‌های تمرین‌کرده معمولاً پس از چنین برنامه‌ای L-BAIBA بیشتری در خون دارند، اما در این موش‌ها افزایش این مولکول بسیار ناچیز بود.

آنها در آزمون دویدن تا حد خستگی زودتر متوقف شدند، به سرعت نهایی پایین‌تری رسیدند و عضلات ساق پایشان نیروی کمتری نسبت به آنچه از یک حیوان تمرین‌کرده انتظار می‌رود تولید کرد.

برنامه تمرینی همه آنها یکسان بود، اما چیزی که عضلات از تمرین به دست آوردند، یکسان نبود.

افراد آماده‌تر L-BAIBA بیشتری در خون داشتند

۶۰ داوطلب ۱۸ تا ۶۵ ساله در Newcastle University در یک آزمون راه رفتن روی تردمیل شرکت کردند. این آزمایش حداکثر مصرف اکسیژن آنها را اندازه‌گیری کرد که معیار استاندارد سنجش آمادگی هوازی است.

در مراجعه‌ای دیگر، آنها به مدت ۴۵ دقیقه روی مسیر شیب‌دار و با شدت ۶۰ درصد حداکثر ظرفیت خود راه رفتند. از آنها پیش از شروع و بلافاصله پس از پایان فعالیت نمونه خون گرفته شد.

میزان L-BAIBA در حالت استراحت با آمادگی جسمانی ارتباط داشت. این ارتباط ضعیف بود، اما از نظر آماری معنی‌دار محسوب می‌شد.

شکل آینه‌ای این مولکول هیچ ارتباطی با آمادگی جسمانی نشان نداد، در حالی که هر دو شکل بلافاصله پس از ورزش در مردان و زنان افزایش پیدا کردند.

در یک مطالعه جداگانه، ۳۳ نفر در Wageningen University در یک برنامه ۱۰ هفته‌ای دوچرخه‌سواری ثابت شرکت کردند.

میزان L-BAIBA آنها در پایان برنامه افزایش یافت، اما شکل آینه‌ای آن افزایش پیدا نکرد. در این گروه، ارتباط L-BAIBA در حالت استراحت با آمادگی جسمانی تقریباً دو برابر قوی‌تر از گروه نخست بود.

با این حال، هیچ‌یک از این یافته‌ها ثابت نمی‌کند که این مولکول باعث افزایش آمادگی جسمانی افراد شده است. نتایج انسانی از یافته‌های مربوط به موش‌ها حمایت می‌کنند، اما رابطه علت و معلولی را ثابت نمی‌کنند.

موش‌های چاق بخشی از استقامت ازدست‌رفته خود را بازیافتند

موش‌هایی که به مدت هشت هفته رژیم غذایی پرچرب دریافت کردند، وزن زیادی اضافه کردند و توانایی بدنشان برای پاک‌سازی قند از خون کاهش یافت. آنها همچنین کمتر می‌دویدند.

نیمی از این موش‌ها سپس به مدت ۱۴ هفته دیگر BAIBA دریافت کردند، در حالی که گروه دیگر فقط رژیم غذایی خود را ادامه داد.

گروه دریافت‌کننده BAIBA توانست مسافت دویدن ۲۴ ساعته خود را بازیابد. عضله Soleus آنها دوباره جرم و تعداد فیبر‌های خود را به دست آورد و پیش از خسته شدن، مدت بیشتری توانایی تولید نیرو را حفظ کرد.

البته موشی که رژیم غذایی پرچرب دریافت کرده است، معادل یک انسان مبتلا به دیابت نوع ۲ نیست و این تفاوت اهمیت زیادی دارد.

Anna Morris، دستیار مدیر Research Strategy and Partnership در Diabetes UK، درباره این یافته‌ها گفت:

«ورزش نقش مهمی در مدیریت دیابت نوع ۲ دارد، اما برای بسیاری از افراد ضعف عضلانی و خستگی می‌تواند فعال ماندن را به یک چالش واقعی تبدیل کند.»

«اگرچه این یافته‌ها هنوز در مراحل اولیه قرار دارند، اما می‌توانند به شکل‌گیری رویکرد‌های آینده برای کمک به افراد مبتلا به دیابت نوع ۲ در حفظ فعالیت و داشتن زندگی سالم‌تر و طولانی‌تر کمک کنند.»

آزمایش انسانی L-BAIBA هنوز انجام نشده است

هیچ‌یک از افراد حاضر در این مطالعه L-BAIBA مصرف نکردند. بخش انسانی پژوهش فقط بر بررسی ترکیبات خون متمرکز بود؛ اینکه چه کسی چه مقدار از این مولکول را در خون داشت و این میزان چه زمانی تغییر می‌کرد.

سن نیز بر نتایج اثر گذاشت. موش‌های جوان با دریافت BAIBA فیبر‌های عضلانی بیشتری تولید کردند. موش‌هایی که در سنین بالاتر تحت درمان قرار گرفتند، چنین افزایشی نداشتند و در عوض فیبر‌های عضلانی موجود خود را بازسازی کردند.

سالمندان گروهی هستند که بیشتر از دیگران قدرت و سرعت خود را از دست می‌دهند؛ کاهشی که آزمایش‌های ساده سنجش توان عضلانی می‌توانند آن را اندازه‌گیری کنند. با این حال، این آزمایش‌ها روی حیوانات واقعاً پیر انجام نشدند.

تمام موش‌های آزمایش نخست نر بودند و همه برنامه‌های تمرینی این پژوهش هوازی محسوب می‌شدند. هنوز مشخص نیست تمرینات قدرتی و وزنه‌برداری نیز همین سیگنال را ایجاد می‌کنند یا خیر.

«این پژوهش دیدگاه جدید و هیجان‌انگیزی درباره چگونگی سودمندی ورزش برای بدن ارائه می‌دهد و یک هدف امیدوارکننده برای درمان‌های آینده با هدف حفظ عملکرد عضلات در بیماری‌های مزمن مانند دیابت معرفی می‌کند.»

گام بعدی، آزمایش L-BAIBA در انسان است. Roberts و همکارانش قصد دارند ابتدا مطالعه را با بیماران مبتلا به دیابت نوع ۲ آغاز کنند و سپس آن را به بیماری‌هایی که باعث تحلیل عضلات می‌شوند، از جمله نارسایی قلبی و سرطان، گسترش دهند.

مطالعه کامل در مجله Nature Communications منتشر شده است.

نتیجه‌گیری: L-BAIBA و آینده تقویت عضلات با ورزش

یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد L-BAIBA ممکن است یکی از پیام‌رسان‌های مهمی باشد که به عضلات کمک می‌کند در پاسخ به ورزش قوی‌تر، مقاوم‌تر و از نظر مصرف انرژی کارآمدتر شوند.

با وجود نتایج امیدوارکننده در موش‌ها و ارتباط مشاهده‌شده میان L-BAIBA و آمادگی جسمانی در انسان، هنوز آزمایش بالینی این مولکول روی انسان انجام نشده است؛ بنابراین برای مشخص شدن نقش واقعی L-BAIBA در تقویت عضلات و درمان بیماری‌های مرتبط با ضعف عضلانی، تحقیقات بیشتری ضروری است.

برای آگاهی از تازه‌ترین پژوهش‌های علمی درباره ورزش، سلامت و عملکرد بدن، مطالب علمی جدید را دنبال کنید.

سؤالات متداول درباره L-BAIBA و تقویت عضلات

L-BAIBA چیست؟

L-BAIBA یک مولکول تولیدشده در عضلات هنگام ورزش است که به نظر می‌رسد در سازگاری عضلات، بهبود متابولیسم و افزایش عملکرد جسمانی نقش داشته باشد.

آیا L-BAIBA باعث تقویت عضلات می‌شود؟

نتایج آزمایش روی موش‌ها نشان داده است که L-BAIBA با افزایش استقامت و بهبود عملکرد عضلات ارتباط دارد، اما تأثیر مستقیم آن در انسان هنوز در آزمایش‌های بالینی بررسی نشده است.

آیا انسان‌ها در این مطالعه L-BAIBA مصرف کردند؟

خیر. هیچ‌یک از شرکت‌کنندگان انسانی L-BAIBA دریافت نکردند و پژوهش انسانی فقط میزان این مولکول را در خون بررسی کرد.

آیا L-BAIBA می‌تواند به بیماران دیابت نوع ۲ کمک کند؟

نتایج اولیه در موش‌ها امیدوارکننده بوده است، اما هنوز نمی‌توان این اثر را به انسان‌های مبتلا به دیابت نوع ۲ تعمیم داد.

آیا تمرین با وزنه نیز L-BAIBA تولید می‌کند؟

هنوز مشخص نیست. تمام برنامه‌های تمرینی این پژوهش هوازی بودند و تأثیر تمرینات قدرتی بر این سیگنال نیازمند تحقیقات بیشتر است. 

منبع:فوت و فن