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科学网“肌肉记忆”没有那么简单?

文章出处:威尼斯人平台 人气:发表时间:2019-12-19 17:36

“肌肉记忆”没有那么简单?

记忆在我们的认知范畴中主要涉及大脑中枢的功能。传统意义上的“肌肉记忆”一词经常被误认为是中枢神经系统运动学习的同义词。例如,即使在多年没有骑自行车的情况下,人们也还是会骑自行车。最近,肌细胞自身的细胞记忆被证明与肌肉质量的调节有关。如果你平生第一次举杠铃,可能会觉得这个动作非常困难和生疏,但经过数个月的练习后,会发现之前尝试过的重量举起来轻松多了。这是训练积累的结果,无论选择什么样的运动,情况都是如此,这可能与肌肉的记忆无关。

“肌肉记忆”可能是指在肌肉质量消失很久之后,原先的肌肉力量也可能有助于新的训练。

《生理学杂志》上的一项研究表明对大鼠进行8周负重爬梯训练,引起肌纤维尺寸增加了9%。随后,这些动物停止了20周的训练,肌纤维基本恢复到训练前的水平。当这些动物再接受8周的训练时,肌肉会变得更加强壮。为何会出现这种适应情况,是过去肌肉训练留下了痕迹吗?尽管肌肉质量是作为肌肉训练产生适应的外面表现,而停训后肌肉又会减弱肌肉质量,但研究发现通过训练产生增多的肌细胞核,这些“额外”的细胞核在随后的去训练萎缩中没有丢失,这可能是肌肉记忆假说的基础。

 

通常认为肌核在骨骼肌萎缩过程中因凋亡而丢失,但新的研究认为肌肉在萎缩过程中没有肌核丢失。在第一次训练中观察到肌核数量增加了23%,在随后的去训练和再训练中,这个数字基本上保持不变。就此认为肌核是肌肉记忆的机制,可能为时尚早。

19世纪以来就有人认为每一个细胞核只能局限于一定的细胞区域内,肌肉增长的一个关键指标是肌纤维内部的肌细胞核。但实验的资料表明,采用免疫组化检测单个肌纤维或肌节中肌核数量,均呈现同样的趋势,及训练引起肌核增加,而停止训练后均下降的趋势。这与前述的解释是矛盾的(见图)。

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现在看来公开的原始数据为科学讨论提供了机会,也有利于这一领域的研究;通过分析看来肌肉肥大过程中获得的肌核未必是持久的,而先前训练产生的所谓“肌肉记忆”现象,可能涉及其他表观遗传机制;动物的相关研究并不能适用于所有的运动适应环境,尤其是应用于人类。若要进一步探讨“肌肉记忆”的机制,未来的研究应聚焦于训练适应,及停训后肌核丢失的方式和类型上。

确实有过训练经历的肌肉,当停训一段时间后,再开始训练,更容易激活消退的肌肉。这种“肌肉记忆”的功能,可以在某种程度上,唤醒年轻时艰苦训练获得肌细胞,这对于抗衰老是有益的。肌肉细胞中的记忆具有编码、存储和检索的“记忆”的所有经典特征。它可以通过从头开始的练习进行编码,通过新的训练恢复。

尽管肌肉记忆假说还存在很多不确定性,且肌肉记忆的功能重要性尚不清楚,但未来对肌肉记忆的研究应同时考虑细胞核数量和可能影响每个细胞核产生蛋白质能力的表观遗传改变。另外一个问题,高度分化的肌细胞内,含有多个细胞核的意义究竟是什么?

在老龄化加快的当下,如何延缓肌肉的丢失成为大家关注的热点,甚至“留住肌肉,等同于维持健康”理念也被认可。运动可以诱发肌肉记忆的理论可能对健康衰老有重要意义。尤为重要的是,在老年性肌肉损伤中,损伤的原因是老年卫星细胞内信号通路的细胞内功能障碍,以及细胞外信号的失调。

参考文献

1Kevin A. Murach,  Cory M. Dungan,  Esther E. Dupont-Versteegden, John J. McCarthy and Charlotte A. Peterson,  Muscle memory” not mediated by myonuclear number? Secondary analysis of human detraining data

2Bruusgaard JC, Johansen IB, Egner IM, Rana ZA, Gundersen K. Myonuclei acquired by overload exercise precede hypertrophy and are not lost on detraining. Proc Natl Acad Sci USA 107: 15111–15116, 2010. doi:10.1073/pnas.0913935107.

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