Højintens intervaltræning gør muskelceller mere tilpasningsparate

Kost og livsstil 4. okt 2022 4 min Associate Professor Morten Hostrup Skrevet af Kristian Sjøgren

Forskellige former for træning har forskellige effekter på muskelcellernes udtryk af en lang række proteiner. Nu viser ny forskning, hvad der sker med proteinreguleringen efter få ugers højintensitets-intervaltræning (HIIT), og hvad det kan have af betydning for, hvor omstillingsparate muskelcellerne er. Opdagelsen kan også være interessant for forståelsen af forskellige sygdomme fra type 2-diabetes til muskelsvind, siger forsker.

Interesseret i Kost og livsstil? Vi kan holde dig opdateret helt gratis

Det er sundt at træne. Uanset om man er til styrketræning, løbeture i skoven, en lang tur på cyklen eller skal have det hele hurtigt overstået med 20 minutters HIIT (high intensity interval training), har det enorm indflydelse på kroppen.

Går man ned på det molekylære niveau, vil man også opdage, at alle former for træning sætter sig unikke spor i muskelcellernes proteinudtryk.

Styrketræning sætter som eksempel specifikke krav til muskelcellerne og får dem til at producere flere af nogle former for proteiner og færre af andre. Helt anderledes kan det se ud hos udholdenhedsatleter, hvis muskelceller i stedet producerer flere af et helt andet sæt proteiner.

I alt bliver flere tusinde proteiner reguleret af træning.

Foruden selve reguleringen af proteinerne påvirker træning også det, som forskere kalder for post-translationelle modifikationer, altså hvordan proteinerne reguleres, efter de er dannet.

Nu viser et nyt studie, hvordan HIIT-træning påvirker både udtrykket af proteiner i muskelcellerne, og hvordan træningsformen via post-translationelle modifikationer gør cellerne bedre i stand til at tilpasse sig alle mulige former for stress.

"Det er fascinerende at se, hvordan træning regulerer tusindvis af proteiner i et netværk i muskelcellerne. Det gør os meget klogere på den fundamentale effekt af træning på celleniveau," fortæller en af forskerne bag studiet, lektor ved Institut for Idræt og Ernæring ved Københavns Universitet Morten Hostrup.

Forskningen, som Morten Hostrup har udført i samarbejde med blandt andet kollegaen Atul Shahaji Deshmukh, der er lektor ved Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research, er offentliggjort i eLife.

Satte unge mænd til at træne

I studiet satte forskerne otte raske unge mænd til at udføre HIIT-træning på kondicykel i fem uger med tre træningspas om ugen.

Ved at opsamle muskelbiopsier inden forsøgets start og efter de fem ugers træning kunne forskerne kortlægge de ændringer, som HIIT-træningen havde på muskelcellernes sammensætning af flere tusinde proteiner. Til det formål brugte forskerne den teknologi, som hedder massespektrometri.

Desuden kunne forskerne også undersøge post-translationelle modifikationer i form af såkaldte acetyleringer, hvor der på proteinerne eller DNA’et bliver påsat en acetylgruppe.

"Man ved blandt andet, at acetyleringer spiller en rolle i proteinernes funktionalitet, stofskiftet, og hvordan selve DNA’et kan blive åbnet, når det skal oversættes til proteiner. Derfor havde vi en interesse i at forstå, hvordan træning påvirker acetyleringen af proteiner," forklarer Morten Hostrup.

Tusindvis af proteiner bliver reguleret af træning

Resultatet af undersøgelsen viser, at HIIT har markant effekt på både udtrykket af flere hundrede proteiner i muskelceller og på acetyleringen af proteinerne.

Særligt blev proteiner involveret i stofskifteprocesser, muskelcellesammentræning og kalciumsensitivitet ændret efter de fem ugers HIIT-træning.

Ydermere fandt forskerne, at mitokondrielle proteiner blev signifikant ændret i deres udtryk. Mitokondrierne er cellernes kraftværker, og jo flere mitokondrier cellerne indeholder, og jo bedre de virker, des mere udholdende er musklerne.

"Vi ser meget store ændringer efter sølle 15 træningspas. Det validerer, hvor hurtigt og effektivt det er at træne i forhold til at opnå ændringer i proteiner med betydning for muskelcellernes funktion og stofskifte og den medfølgende gavnlige effekt på sundheden," siger Morten Hostrup.

Foruden ændringerne i proteinudtrykket i muskelcellerne fandt forskerne også, at HIIT-træningen, til trods for den korte periode, havde markant effekt på forsøgsdeltagernes kondital og kardiometaboliske helbred.

"Man ved, at træning er sundt, og at træning forbedrer funktionen af mitokondrierne, men man har ikke før nu kendt meget til de bagvedliggende mekanismer. Der kommer vores studie i spil, fordi det peger på, hvilke proteiner der opreguleres af HIIT-træning, og hvilke der faktisk nedreguleres og bedre kan undværes. Det samme gælder for acetyleringen. Her kan vi se, hvor det er vigtigt, at proteinerne bliver acetyleret for at være bedre tilpasset til det stress, som regelmæssig intervaltræning medfører," forklarer Morten Hostrup.

Muskelceller bliver mere tilpasningsparate

Morten Hostrup fortolker forskningsresultatet, som at ændringerne i proteinudtrykket og acetyleringerne ikke alene gør muskelcellerne mere udholdende, men også mere tilpasningsparate.

Acetyleringerne gør formentlig, at cellerne hurtigere kan åbne op for DNA’et og afkode arvemassen, når der er behov for nye proteiner til at imødekomme cellestress.

Det vil formentlig også betyde, at cellerne hurtigere kommer sig mellem træningspas, fordi de lettere kan erstatte opbrugte proteiner.

Faktisk overraskede resultatet forskerne, der havde forventet, at træningen ville gøre muskelcellerne mere modstandsdygtige over for stress og derfor dæmpe acetyleringen af proteinerne.

"Men vi kan se, at det modsatte er tilfældet. I stedet ser det ud til at muskelcellerne er mere oppe på tæerne, så de er klar på de udfordringer, som de bliver præsenteret for i forbindelse med træning," siger Morten Hostrup.

Forskellige former for træning påvirker musklerne forskelligt

I studiet har forskerne undersøgt effekten af HIIT, men hvis de i stedet havde undersøgt effekten af styrketræning eller udholdenhedsløb, havde resultatet formentlig set meget anderledes ud, og helt andre proteiner var blevet op- og nedreguleret. Det samme gælder sandsynligvis for acetyleringerne.

Morten Hostrup forklarer, at det efterhånden står soleklart, at forskellige former for træning har meget forskellige effekter på kroppen. Det gælder ikke bare på den fysiske manifestering i muskelstørrelse eller evnen til at løbe langt, men også på det molekylære niveau og i proteinerne.

"Når vi ved, hvordan forskellige former for træning påvirker proteinerne, acetyleringerne og andre post-translationelle modifikationer, kan vi begynde at sammenligne dem. Det vil gøre os klogere på, hvad der sker, når vi udøver forskellige former for træning," siger Morten Hostrup.

Her vil det blandt andet være relevant at undersøge effekten af forskellige former for træning på proteiner, der er relateret til sygdom. Det kan være proteiner, som også spiller en rolle ved udvikling af for eksempel type 2-diabetes eller muskelsvind.

"Vi vil få et indblik i, hvilke proteiner der bliver påvirket, og hvilke former for træning der egner sig bedst til personer med disse sygdomme," fortæller Morten Hostrup.

The August Krogh Section for Human Physiology conducts research into basal human physiology but also determines how the body is affected by inactivity...

Dansk
© All rights reserved, Sciencenews 2020