Forschung: Neues Muskelgedächtnis in der DNA gefunden

Forscher haben eine neue Form des Muskelgedächtnisses in der DNA entdeckt. Früheres Muskelwachstum würde in den Genen "erinnert" werden und dadurch das nachfolgende Wachstum beschleunigen.

Muskelgedächtnis

Wir haben schon früher Artikel über Muskelgedächtnis geschrieben. Das ist jedoch schon sechs Jahre her, so dass diese neueste Entdeckung ein guter Grund für einen erfrischenden Kurs ist. Als wir über "Muskelgedächtnis" sprachen, unterschieden wir in zwei Prozessen:

• "Erinnern" Verbesserungen in der Muskelkontrolle
• "Erinnern" Verbesserungen in der Muskelzelle selbst

Zunächst werde ich diese kurz beschreiben, um den dritten Prozess zu diskutieren, der kürzlich von britischen Forschern gefunden wurde:

• "Erinnern" an früheres Wachstum in der DNA

Muskelspeicher und Motorspeicher

Wenn Menschen mit dem Krafttraining beginnen, wird der erste Kraftzuwachs nicht durch Muskelwachstum verursacht. Wir sehen immer, dass die Kraft zunimmt, bevor die Muskelmasse zunimmt. Der erste Anstieg der Kraft ist das Ergebnis einer effektiveren, trainierten Gehirnmuskelkontrolle. Betrachten Sie es als Chiptuning, bei dem Sie mehr aus der Leistung eines Motors herausholen, ohne den Motor selbst zu ändern.

Denken Sie an die Unbeholfenheit, mit der Sie zuerst eine Squat durchgeführt haben. Diese ersten Trainingswochen, in denen Sie jede Woche ein schwereres Gewicht nehmen konnten. Ihr Nervensystem wurde immer effizienter bei der Kontrolle der beteiligten Muskeln. Jedes Mal, wenn du die Übung machst, wurde die Verbindung gestärkt und du hast gelernt, die beteiligten Muskeln zu koordinieren [1].

Muskelgedächtnis und Zellkerne

Ein anderer Prozess namens Muskelgedächtnis passiert in der Muskelzelle selbst. Der Kern einer Muskelzelle kann nur eine bestimmte Menge an Zytoplasma in der Zelle unterstützen. Dies würde das Wachstum einer Muskelfaser maximieren, wenn sie nicht mehr Muskelzellen produzieren könnte. Dies geschieht durch Rekrutierung von Satellitenzellen. Dadurch kann mehr Zytoplasma aufrechterhalten werden und der Muskel kann weiter wachsen. Lange Zeit wurde angenommen, dass diese zusätzlichen Kerne durch Atrophie wieder verschwinden, wenn der Muskel nicht mehr trainiert (oder gefüttert) wird. Die Forschung von 2010 hat jedoch gezeigt, dass diese zusätzlichen Muskelzellen 3 Monate nach Abschluss des Trainings noch vorhanden sind [2].

In dieser Studie wurde unter anderem festgestellt, dass der Anstieg der Muskelzellkerne dem Muskelwachstum vorausgeht. Drei Monate nach Abschluss des Trainings war die zusätzliche Muskelmasse um 23% verschwunden. Die Anzahl der Zellkerne war jedoch seit dem Anstieg nicht signifikant gesunken (54% in 21-tägigem Training). Die leichte Abnahme der Zellkerne war ähnlich wie in den untrainierten Muskeln.

In der Grafik rechts sehen Sie, dass die Größe der Muskelzelle viel schneller abnimmt als die Anzahl der Zellkerne. Dies bedeutet, dass die erhöhte Potenz der Muskelzelle zur Aufrechterhaltung des Zytoplasmas länger aufrechterhalten wird als die zusätzliche Muskelmasse. Laut den damaligen Forschern könnten dies beispielsweise wichtige Informationen für ältere Menschen sein. Bei älteren Menschen hat sich die Rekrutierung von Satellitenzellen verschlechtert und damit die mögliche Produktion neuer Zellkerne. Durch diese vor dieser Alterung Muskelmasse könnte leichter zu pflegen sein.

Aus dem gleichen Grund werden Benutzer von anabolen Steroiden zitiert, insbesondere im Zusammenhang mit Sportarten mit einem Dopingverbot. Ist es sinnvoll, eine Person für ein Jahr auszusetzen, wenn ein dauerhafter Nutzen durch vorherige Dopinganwendung erzielt wurde?

Muskelgedächtnis in den Genen

Die letztere Frage wird nun erneut von Forschern gestellt, die eine dritte Art von Muskelgedächtnis gefunden haben [3].

Die Briten, angetrieben von Forschern der Keele University, haben gezeigt, dass menschliche Muskeln früheres Wachstum auf DNA-Ebene beibehalten können. Perioden des Muskelwachstums würden in den Muskeln zurückgehalten, was das nachfolgende Muskelwachstum beschleunigt.

Mithilfe der neuesten genomweiten Techniken untersuchten die Forscher mehr als 850.000 Standorte ("CpG-Sites") auf menschlicher DNA. Sie entdeckten die Gene, die durch eine chemische Markierung "markiert" oder "unmarkiert" sind, wenn das Muskelgedächtnis auftritt.

Nun ist DNA nicht meine Stärke, aber wenn ich richtig verstehe, können Sie einen dieser Tests vergleichen mit:

Es gibt etwa 28 Millionen dieser möglichen CpG-Sites. Betrachten Sie es als eine Tastatur mit 28 Millionen Tasten mit einem Licht darauf. Von den 28 Millionen werden Sie 850.000 im Auge behalten. Dann wachsen Sie einen Muskel durch Training, werden wieder kleiner, indem Sie eine Weile nicht trainieren, und wachsen dann wieder durch Umtraining. Jetzt ist die Aufgabe zu sehen, welcher der 850.000 Schlüssel Licht ist.

Oder vielmehr: Das Licht, das ausgeht. Diese "Marker" oder "Tags", genannt epigenetische Modifikation, sagen dem Gen, ob es aktiv oder inaktiv sein soll. Auf diese Weise kann das Gen abgeschaltet werden, ohne die DNA selbst zu verändern. In diesem Fall waren genau die unmarkierten Gene das Muskelgedächtnis.

In dieser Studie haben wir gezeigt, dass die Gene im Muskel mit dieser epigenetischen Information unmarkierter werden, wenn sie nach dem Training im frühen Leben wachsen, wichtig ist, dass diese Gene auch dann unmarkiert bleiben, wenn wir wieder Muskeln verlieren, aber dieses Unmarkieren hilft, das Gen in einem größeren Ausmaß zu "schalten" und ist mit einem größeren Muskelwachstum als Reaktion auf Bewegung im späteren Leben verbunden - protestierend gegen eine epigenetische Erinnerung an früheres Leben Muskelwachstum!

Adam Sharples, Keele-Universität

Muskelgedächtnistraining?

Die Briten fragen sich daher auch, was das für eine kurze Suspendierung für einen Dopingsportler bedeutet. Wie lange dauert dieser Vorteil des Betrugs? Zu diesem Zweck sollten sie auch das Gedächtnis des durch Doping erhaltenen Muskelwachstums untersuchen.

Glücklicherweise können Forscher auch auf positive Auswirkungen hinweisen. Je mehr sie über die Gene wissen, die am Muskelgedächtnis beteiligt sind, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass diese durch gezielte Übungen spezifisch beeinflusst werden können.

"In meiner DNA!"

Die neuen Erkenntnisse sind zumindest interessant. Wie der menschliche Körper dabei ist, wieder ein Geheimnis zu enthüllen. Darüber hinaus wird jedoch genug neues Geheimnis erscheinen.

Sollten sich die Leute jedoch beschweren, dass Sie vom Training besessen sind, können Sie stolz verkünden: Es ist in meiner DNA!

Referenzen

1. Rutherford D.A., Jones DA. Die Rolle des Lernens und der Koordination im Krafttraining. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1986;55(1):100-5.
2. Bruusgaard JC, Johansen IB, Egner IM, Rana ZA, Gundersen K. Myonuclei angefordert durch Überlastung Übung vorherige Hypertrophie und sind nicht beim Training verloren. Proceedings der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika2010; 107(34):15111-15116. doi:10.1073/pnas.0913935107.
3. Robert A. Seaborne, Juliette Strauss, Matthew Cocks, Sam Shepherd, Thomas D. O.Brien, Ken A. van Someren, Phillip G. Bell, Christopher Murgatroyd, James P. Morton, Claire E. Stewart, Adam P. Sharples. Menschliches Muskel-Skelett Muskel besitzt ein epigenetisches Gedächtnis der Hypertrophie. Wissenschaftliche Berichte, 2018; 8 (1)
4.  Stevens M, Cheng J, Li D, Xi M, Hong C, Maire C, Ligon K, Hirst M, Marra M, Costello J, Wang T (2013). "Abschätzen absoluter Methylierungsniveaus bei Einzel-CpG-Auflösung aus Methylierungsanreicherungs- und Restriktionsenzym-Sequenzierungsmethoden." Genomforschung. 231541-1975-1553.