Izdržljivost ili "aerobna" vježba općenito se smatra kardiovaskularnom vježba and is not generally associated with skeletal muscle hypertrophy. Endurance exercise is defined as exerting a low-intensity load on a muscle over a long period of time, such as the effect of jogging on the calf muscles but also encompasses the use of light weights in resistance vježba. However, a recent study, which elucidates the skeletal muscle pathologies in diabetic rats, discovered the hypertrophic effect of endurance exercise (in this case, treadmill running on the gastrocnemius muscle), even on non-diabetic rats. It also details two specific skeletal muscle proteins, Kinesin Family Member 5B (KIF5B) and Growth Associated Protein 43 (GAP-43), their dysfunction in diabetes and how endurance exercise promotes skeletal muscle hypertrophy through these specific protein pathways.
In this study, 52 male rats were divided into 4 groups: controls (healthy, non-diabetic), endurance-trained controls, diabetics, endurance-trained diabetics. K1F5B, GAP-43 and PAX7 (muscle satellite cells which are responsible for muscle regeneration after vježba-induced muscle damage2) izračunata je brojnost, kao i površina poprečnog presjeka gastrocnemiusa (CSA).
Korištenje električnih romobila ističe dijabetičar netrenirana skupina imala je značajno niži CSA za gastrocnemius u usporedbi s kontrolnom netreniranom skupinom i gotovo polovicu broja mišićnih jezgri (mionukleusa) i gotovo trećinu obilja satelitskih stanica (PAX7) od kontrolne netrenirane skupine. To označava velike patologije u skeletnim mišićima dijabetičara. Međutim, dijabetičarska skupina imala je značajno bolje parametre mišić zdravlja, i imale su gotovo istu količinu CSA, mionukleusa i PAX7 kao neobučene kontrolne skupine, što ukazuje na značajan hipertrofični učinak treninga izdržljivosti mišića i potencijal u terapijskom suzbijanju mišićnih patologija uzrokovanih dijabetesom. Trenirane zdrave kontrolne skupine imale su značajno bolje mišićne parametre u odnosu na sve druge skupine, s značajno većom zastupljenošću CSA, mionukleusa i PAX7.
Protein KIF5B bio je značajno pozitivno povezan s brojem mionukleusa i mišićnom CSA. KIF5B je bio umjereno potisnut kod dijabetesa, a trening izdržljivosti značajno je povećao protein. Vjeruje se da je KIF5B odgovoran za pozicioniranje mionukleusa u mišićima (mišići imaju više jezgri za razliku od većine drugih tipova stanica, a nove mionukleuse mogu se stvoriti čak i kod odraslih metodama kao što su otpornost vježba3). Furthermore, the GAP-43 protein was also significantly positively correlated with myonuclei number and muscle CSA. GAP-43 was also moderately suppressed in dijabetes and endurance-training significantly increased the protein. GAP-43 is believed to be involved in calcium-handling regulation. Therefore, the upregulation of both proteins locally in the gastrocnemius muscle via endurance-training of the muscle seems to provide hypertrophic effect, potentially through these protein pathways and this research also shed light on potential causes of skeletal muscle dysfunctions such as atrophy observed in diabetes patients.
***
Reference:
- Rahmati, M., Taherabadi, SJ 2021. Učinci vježbanja na ekspresiju kinezina i GAP-43 u vlaknima skeletnih mišića dijabetičkih štakora izazvanih STZ. Sci Rep 11, 9535. https://doi.org/10.1038/s41598-021-89106-6
- Sambasivan R, Yao R, et al 2011. Satelitske stanice koje eksprimiraju Pax7 neophodne su za regeneraciju skeletnih mišića odraslih. Razvoj. 2011. rujan;138(17):3647-56. doi: https://doi.org/10.1242/dev.067587 . Erratum u: Razvoj. Listopad 2011.;138(19):4333. PMID: 21828093.
- Bruusgaard JC, Johansen IB, dr. 2010. Mionukleusi stečeni vježbanjem preopterećenja prethode hipertrofiji i ne gube se pri detreningu. Proceedings of the National Academy of Sciences, kolovoz 2010., 107 (34) 15111-15116; DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0913935107
***
