Старата поговорка „използвай или ще го изгубиш“ ни казва: ако спрем да използваме мускулите си, те ще атрофират. Доскоро учените смятаха, че и ядрата на клетките, които изграждат и поддържат мускулните влакна също се губят, ако намалим физическата си активност.

Но според статия, публикувана в Frontiers in Physiology, съвременните лабораторни техники сега ни позволяват да видим, че получените по време на тренировките ядра остават дори когато мускулните клетки се свиват, защото не се използват или са повредени. Тези запазени „мионуклеи“ (ядра на мускулите) позволяват по-бързо възстановяване на мускулната маса, отколкото ако се тренира за първи път.

Това означава, че с физическите упражнения от ранна възраст се развива мускулна памет и се натрупва потенциал за растеж на мускулите, който може да предотврати слабостта в напреднала възраст. Това също така предполага, че атлетите, които мошеничестват и развиват мускулите си със стероиди, могат да останат незабелязани.

Най-големите ни клетки са в мускулите ни

Скелетните мускули са уникално образувание, техните влакна се състоят от най-големите клетки в тялото, наречени синцитиум. Това са гигантски многоядрени клетки, образувани в резултат на множество едноядрени клетъчни сливания. Някои влакна могат да достигнат 600 мм дължина и са 100 000 пъти по-големи от едноядрените клетки.

„Сърцето, костите и дори плацентата са изградени от мрежи от такива клетки," обяснява Лорънс Шварц (Lawrence M. Schwartz), професор по биология в Университета на Масачузетс. „Но най-големите ни клетки – и най-големите синцитии – са нашите мускули“. 

„Растежът на мускулите е придружен от добавянето на нови ядра от стволовите клетки, за да се отговори на повишените изисквания за изграждане на по-големи мускулни клетки“, обяснява Шварц. „Това доведе до предположението, че дадено ядро ​​контролира определен обем цитоплазма – така че когато мускулът намалява обема си или „атрофира“ поради неизползване или заболяване, броят на мионуклеите (ядрата на мускулните клетки) намалява."

Според тази хипотеза всяко ядро ​​в синцитиите поддържа определено максимално количество цитоплазма, а в процеса на растеж или атрофия на влакната броят на ядрата съответно се променя. Но ако растежът на влакната бе придружен от включване на допълнителни ядра от стволови клетки, досега нямаше еднозначен отговор какво се случва с ядрата на мускулните клетки по време на атрофия. Смяташе се, че загубата им от мускулите е в резултат на апоптоза.

Един мускул може да спечели ядра, но никога не ги губи

Това предположение дълго изглеждаше валидно, като много изследователи съобщават за разпадане на ядрата в мускулната тъкан по време на атрофия, предизвикана от неактивност, нараняване или парализа. Но съвременните багрила, специфични за клетъчния тип, и генетичните маркери показват, че умиращите ядра, които други изследователи са открили, са всъщност патогени или други клетки в атрофиралия мускул.

_{Мионуклеите са придобити по време на хипертрофия, но не са загубени по време на атрофия при мишка. Микрофотографии на същите EDL (extensor digitorum longus –   мускул от предната група подбедрени мускули) мускулни влакна с течение на времето след индуциране на хипертрофия (горния ред) и последващо индуциране на атрофия (долния ред). Флуоресцентно белязаните олигонуклеотиди се използват за визуализиране на ядрата in vivo. Пунктирните линии представляват сарколемата (тънката обвивка, покриваща напречнонабраздените мускулни влакна). Мащабната отсечка е равна на 50 μm. Skeletal Muscles Do Not Undergo Apoptosis During Either Atrophy or Programmed Cell Death-Revisiting the Myonuclear Domain Hypothesis, Lawrence M. Schwartz}

Новите доказателства рисуват много различна картина на мускулния синцитиум.

„Две независими проучвания – едно при гризачи и друго – при насекоми – показват, че ядрата не се губят от атрофиращите мускулни влакна и дори остават след началото на мускулната смърт."

Това предполага, че след като ядрото е придобито от мускулното влакно, то принадлежи към мускулния синцитиум вероятно за цял живот. Но Шварц, от друга страна, не е изненадан от новите открития.

„Мускулите се повреждат по време на екстремни упражнения и често се появяват промени в храненето и други фактори на околната среда, които водят до атрофия. Тези събития може да не продължат много дълго и няма смисъл да се отказват от своите ядра в отговор на всяко събитие, предизвикващо увреждания“.

„Използвай го или го загуби – докато не го използваш отново“

Тъй като мионуклеите са двигател на синтеза на мускулни влакна, запазването им трябва да позволи на мускулите и силата им да се възстановят по-бързо след тези събития. Това помага да се обясни феномена „мускулна памет“.

„В областта на спортната физиология е добре документирано, че е много по-лесно да се възстанови определено ниво на мускулна сила чрез упражнения, отколкото да се постигне за първи път, дори ако е имало дълъг период на прекъсване. Фразата „използвай го или го загуби“ може да бъде по-точно изразена като „използвай го или го загуби – докато не го използваш отново“.

Последици за политиката в областта на общественото здраве и антидопинговия контрол

Тези констатации имат важни последици за разбирането на биологията на мускулите.

„За политиката в областта на общественото здраве откритието, че мионуклеите се запазват за неопределено време, подчертава важността на упражненията в ранна възраст. По време на юношеския растеж мускулният растеж се подпомага от хормони, хранене и стабилен набор от стволови клетки, което го прави идеален период за създаване на „банка“ мионуклеи, които могат да останат активни в напреднала възраст“.

Ресурсът, придобит в детска възраст, може да удължи физическата активност на човека в зряла възраст и дори да предотврати инвалидност и сериозни увреждания на здравето, причинени от наранявания и фрактури.

Констатациите също така подкрепят честото тестване за използване на забранени субстанции от състезателите, с постоянни забрани за доказани стероидни измами, тъй като те ще се възползват от стероидите дълго след като употребата им приключи.

„Анаболните стероиди водят до постоянно увеличаване на капацитета на потребителите за развитие на мускулите. В съответствие с това, проучванията показват, че мишките, получили тестостерон, придобиват нови мионуклеи, които продължават дълго след края на употребата на стероидите.