کشف «مولکول تمرین»؛ سیگنالی که عضلات را بدون نیاز به ورزش تقویت می‌کند

هنگامی که یک دونده شروع به دویدن می‌کند یا یک دوچرخه‌سوار از یک سربالایی تند بالا می‌رود، عضلات آن‌ها فراتر از سوزاندن انرژی عمل می‌کنند؛ آن‌ها به عنوان یک اندام سیگنال‌دهنده پیچیده، پیام‌های شیمیایی را به سایر نقاط بدن مخابره می‌کنند. دهه‌هاست که فیزیولوژیست‌های ورزشی می‌دانند که فشار فیزیکی باعث ایجاد آبشاری از سازگاری‌های مفید می‌شود، اما پیام‌رسان‌های شیمیایی دقیق تاکنون ناشناخته مانده بودند. اکنون، دانشمندان مولکول خاصی را شناسایی کرده‌اند که مسئول تبدیل تلاش فیزیکی به قدرت و استقامت عضلانی پایدار است و درک جدید و عمیقی از نحوه واکنش بدن ما به حرکت ارائه می‌دهد.[1][5]

یک مطالعه مهم که در مجله «نیچر کامیونیکیشنز» توسط محققان دانشگاه لیدز منتشر شده است، ال-بتا-آمینوایزوبوتیریک اسید، یا به اختصار ال-بایبا (L-BAIBA)، را به عنوان تنظیم‌کننده اصلی معرفی می‌کند که به عضلات دستور می‌دهد پس از تمرین، سازگار شده و قوی‌تر شوند. تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور لی رابرتز کشف کردند که این مولکول طبیعی، حلقه اتصال حیاتی بین استرس مکانیکی ناشی از ورزش و بازسازی بیولوژیکی بافت عضلانی است. این یافته‌ها بینش تازه‌ای در مورد اینکه چرا فعالیت بدنی تا این حد برای سلامتی مفید است، فراهم می‌کند و مسیرهای جدیدی را برای حفظ عملکرد عضلات در افراد مبتلا به بیماری‌های مزمن نشان می‌دهد.[1][2][3]

ال-بایبا زمانی تولید می‌شود که عضلات در حال فعالیت، اسید آمینه ضروری والین (Valine) را که برای تأمین انرژی در طول فعالیت بدنی استفاده می‌شود، تجزیه می‌کنند. اگرچه محققان سال‌هاست که ترکیب گسترده‌تر بایبا را می‌شناسند – خود رابرتز در سال ۲۰۱۴ مقاله‌ای منتشر کرد که نشان می‌داد این ترکیب اثرات چربی‌سوزی ورزش را تقویت می‌کند – اما این تحقیق جدید اولین موردی است که نسخه خاص «ال» این مولکول را به عنوان محرکی شناسایی می‌کند که فیبرهای عضلانی را وادار به بازسازی خود می‌کند. این مولکول مستقیماً در داخل میتوکندری‌ها (نیروگاه‌های میکروسکوپی درون سلول‌های عضلانی) عمل می‌کند تا ظرفیت متابولیک را بهبود بخشد و بافت را در برابر خستگی مقاوم‌تر سازد.[1][5]

شواهد به دست آمده از آزمایشگاه بسیار قابل توجه است. در مجموعه‌ای از آزمایش‌ها، تیم تحقیقاتی مشاهده کرد که موش‌هایی که از نظر ژنتیکی طوری اصلاح شده بودند که قادر به تولید ال-بایبا نباشند، به اندازه موش‌های عادی تمرین می‌کردند، اما قدرت و استقامت بسیار کمتری نسبت به آن‌ها به دست آوردند. بدون سیگنال شیمیایی ارائه شده توسط این مولکول، تلاش فیزیکی به سادگی به سازگاری‌های فیزیولوژیکی مورد انتظار منجر نشد. عضلات کار خود را انجام می‌دادند، اما پیام شیمیایی حیاتی مبنی بر قوی‌تر شدن را دریافت نمی‌کردند.[5]

در مقابل، هنگامی که محققان این مولکول را به صورت مصنوعی وارد بدن کردند، نتایج چشمگیر بود. موش‌های نر جوانی که به مدت شش هفته ال-بایبا را در آب آشامیدنی خود دریافت کردند، عملکرد ورزشی و استقامت بهتری از خود نشان دادند و به طور محسوسی بیشتر از گروه کنترل دویدند. این مولکول به طور مؤثری مزایای سلولی تمرین فیزیکی را تقلید کرد و میتوکندری‌ها را تقویت نمود و عضلات را اساساً انعطاف‌پذیرتر ساخت. این توانایی منحصر به فرد در تحریک سازگاری عضلانی بدون نیاز به پیش‌شرط فشار فیزیکی، دقیقاً همان چیزی است که این کشف را برای کاربردهای پزشکی آینده، به ویژه برای افرادی که از نظر جسمی قادر به تمرین نیستند، بسیار امیدوارکننده می‌سازد.[3][5]

برای عموم مردم، این کشف چیزی فراتر از یک یافته جذاب در فیزیولوژی ورزش است. پروفسور رابرتز اشاره کرد که ال-بایبا می‌تواند در نهایت به عنوان یک درمان هدفمند برای افرادی که از بیماری‌های شدید تحلیل عضلانی رنج می‌برند، مورد استفاده قرار گیرد. این موارد شامل ضعف عضلانی مرتبط با افزایش سن، نارسایی قلبی، تحلیل عضلانی ناشی از سرطان و آسیب‌های عضلانی عمیقی است که اغلب توسط دیابت نوع ۲ ایجاد می‌شود. با حفظ عملکرد و قدرت عضلانی، این مولکول می‌تواند به شکستن چرخه ناتوان‌کننده کاهش تحرک و زوال متابولیک که اغلب همراه با این بیماری‌های مزمن است، کمک کند.[1][2][3]

ارتباط این کشف با دیابت به ویژه قانع‌کننده است. تیم لیدز نشان داد که ال-بایبا به طور فعال به محافظت در برابر ضعف عضلانی و اختلال عملکرد سلولی در مدل موش‌های مبتلا به چاقی و دیابت نوع ۲ کمک می‌کند. از آنجایی که عضلات اسکلتی نقش بسیار بزرگی در پاکسازی گلوکز از جریان خون دارند، حفظ توده عضلانی یکی از مؤثرترین راه‌ها برای مدیریت بیماری‌های متابولیک است. اگر یک مداخله درمانی بتواند از تخریب این بافت عضلانی جلوگیری کند، می‌تواند کیفیت زندگی و نتایج سلامت بلندمدت میلیون‌ها بیمار در سراسر جهان را به طور چشمگیری بهبود بخشد.[2][3]

با وجود تیترهای اجتناب‌ناپذیر در مورد یک «قرص ورزشی» معجزه‌آسا، محققان با احتیاط تأکید می‌کنند که جایگزین دارویی برای یک جلسه باشگاه هنوز راه درازی در پیش دارد. شواهد فعلی عمدتاً بر مدل‌های حیوانی و سلول‌های عضلانی انسانی رشد یافته در محیط آزمایشگاهی متکی است. هنوز هیچ کارآزمایی بالینی انسانی انجام نشده است تا مشخص شود آیا مصرف مکمل ال-بایبا می‌تواند با خیال راحت و به طور مؤثر این اثرات فیزیولوژیکی عمیق را در افرادی که نمی‌توانند ورزش کنند، تکرار کند یا خیر. در حال حاضر، پیچیدگی بیولوژیکی متابولیسم انسان به این معنی است که مصرف یک قرص نمی‌تواند به طور کامل جایگزین مزایای سیستمیک یک تمرین ورزشی شود.[2][5]

در حال حاضر، مؤثرترین راه برای مهار قدرت ال-بایبا، همان روش قدیمی است. فعالیت‌های هوازی و استقامتی، مانند دویدن آرام، شنا یا دوچرخه‌سواری، به طور طبیعی سیستم بدن را مملو از این سیگنال عضله‌ساز می‌کنند. پروفسور رابرتز توصیه می‌کند که بهترین راه برای تقویت این مولکول، صرفاً شرکت مداوم در این فعالیت‌های قلبی-عروقی است. این یافته‌ها یادآوری اطمینان‌بخشی برای هر کسی است که سخت تلاش می‌کند: هر قطره عرق به طور فعال در حال بازنویسی کد سلولی بدن است و آبشار شیمیایی میکروسکوپی را آزاد می‌کند که پایه‌ای قوی‌تر و انعطاف‌پذیرتر برای آینده می‌سازد.[2][4][5]