蛋白质组学揭示骨骼肌对改善新陈代谢的影响

研究人员发现骨骼肌是如何适应高强度间歇训练的，包括对控制新陈代谢和肌肉收缩的关键机制的改变。

最近发表在《eLife》杂志上的一项研究为高强度间歇训练(HIIT)对人体骨骼肌的影响提供了新的见解。

根据这项研究，HIIT增加了对能量代谢和肌肉收缩至关重要的骨骼肌蛋白质的数量，并从化学角度改变了重要的代谢蛋白质。这些发现可能有助于解释HIIT如何促进新陈代谢，并为进一步研究运动对这些过程的影响打开了大门。

“锻炼有许多有益的作用，可以帮助预防和治疗代谢性疾病，这可能是骨骼肌能量使用变化的结果。我们想要了解运动是如何改变肌肉的蛋白质含量的，以及它是如何通过一种叫做乙酰化的化学反应来调节这些蛋白质的活动的，”第一通讯作者、丹麦哥本哈根大学营养、运动和体育系副教授Morten Hostrup说。乙酰化发生在小分子群中的一个成员，乙酰基，与其他分子结合时，可以影响蛋白质的行为。

科学家们招募了8名健康、未经训练的男性志愿者参加他们的研究，他们接受了5周的高强度自行车训练。这些人每周锻炼三次，以目标心率超过最大心率90%的速度骑自行车四分钟，然后休息两分钟。每个疗程，他们都要经历四到五次这样的过程。

科学家们使用一种称为质谱的方法，检测了研究前后从参与者的大腿组织样本中提取的3168种蛋白质组成的变化。此外，他们观察了464个乙酰化蛋白上1263个赖氨酸乙酰位点的变化。

他们的分析显示，用于构建线粒体的蛋白质产量增加，线粒体在细胞中产生能量，以及与肌肉收缩有关的蛋白质产量增加。研究小组还发现，参与细胞能量生产的线粒体蛋白质和酶的乙酰化程度增加。此外，他们还观察到降低骨骼肌钙敏感性的蛋白质数量的变化，而钙敏感性对肌肉收缩至关重要。

研究结果证实了运动后骨骼肌蛋白质发生的一些众所周知的变化，同时也发现了新的变化。例如，钙敏感度的降低可以解释为什么运动员疲劳后肌肉收缩会更困难。这项研究还表明，运动引起的蛋白质乙酰化调节的变化可能有助于促进新陈代谢。

“使用最先进的蛋白质组学技术，我们的研究提供了关于骨骼肌如何适应运动训练的新信息，包括识别新的运动调节蛋白和乙酰位点，”共同通讯作者、哥本哈根大学诺和诺德基金会基础代谢研究中心副教授Atul Deshmukh总结道。“我们希望我们的工作将刺激进一步研究运动如何有助于改善人类新陈代谢健康。”