Zweite Trainingsrunde steigert das Muskelwachstum bei Mäusen

Neue Forschungsergebnisse bieten möglicherweise gute Nachrichten für diejenigen, die im Fitnessstudio versäumt haben. Die Studie ergab, dass Mäuse, die freiwillig vier Wochen lang auf einem Heimtrainer liefen, vier Wochen lang anhielten und weitere vier Wochen lang liefen, unerwartete Fortschritte erzielten. Forscher berichten, dass die zweite Runde Radlauf zu einer größeren Vergrößerung der Muskelfasern führte als die erste, obwohl die Umschulungsanstrengung weniger intensiv war als die erste Runde.

Die Ergebnisse sind im Detail aufgeführt American Journal of Physiology: Zellphysiologie.

„Mein Labor ist sehr daran interessiert zu verstehen, ob sich unser Körper daran erinnert, dass wir zuvor trainiert haben“, sagte Diego Hernandez-Saavedra, Professor für Gesundheit und Kinesiologie an der University of Illinois Urbana-Champaign, der die neue Forschung mit Ph.D. leitete. Kandidat Clay Weidenhamer. „Verfügen wir über ein solches Gedächtnis in unserem Körper, das uns gesünder hält oder uns mit der Zeit stärker macht?“

Frühere Studien haben gezeigt, dass das „Muskelgedächtnis“ durch Muskelsatellitenzellen gesteuert wird, die als Reaktion auf das Training mit vorhandenen Muskelfasern verschmelzen und so das Muskelwachstum ermöglichen.

„Wenn Satellitenzellen mit Muskelfasern verschmelzen, fügen sie neue Kerne hinzu, weshalb unsere Muskelfasern mehrere Kerne haben“, sagte Weidenhamer. Die Forscher gingen davon aus, dass die zusätzlichen Kerne es den Muskeln ermöglichten, stärker auf eine zweite Trainingseinheit zu reagieren.

Doch Studien, die sich mit der Frage beschäftigten, ob neue Kerne nach Trainingsstopps erhalten bleiben, haben zu gemischten Ergebnissen geführt.

„Es besteht kein Konsens darüber, ob wir sie behalten oder nicht“, sagte Hernandez-Saavedra.

In der neuen Studie untersuchte das Team die molekularen Grundlagen des Muskelgedächtnisses und verfolgte Veränderungen der Genexpression in verschiedenen Phasen des Experiments. Weidenhamer wollte sich nicht nur auf die unmittelbaren Auswirkungen des Trainings konzentrieren, sondern auch eine einwöchige „Auswaschphase“ einführen, in der die Mäuse nicht trainierten, um zu vermeiden, dass unmittelbare Auswirkungen erfasst werden. So konnte er testen, ob die anfängliche Trainingsphase die Muskeln irgendwie nachhaltig trainierte.

Verschwinden die anfänglichen Anpassungen an das Training während des Auswaschens? Es stellt sich heraus, dass die meisten Anpassungen verschwinden, wenn man das erste Mal trainiert und dann aufhört. Aber wenn man ein zweites Mal trainiert, sind die Auswirkungen immer noch da.“

Diego Hernandez-Saavedra, Professor, University of Illinois Urbana-Champaign

Nach der zweiten Trainingsrunde hatten die Mäuse bis zu 30 % mehr Muskelmasse in ihren Beinen als Mäuse, die nur eine Runde lang auf dem Rad liefen. Dieser Anstieg trat auf, obwohl die Mäuse in der zweiten Trainingsrunde nur etwa 6 Kilometer pro Tag liefen, im Vergleich zu 10 km pro Tag in der ersten. Dies deutet darauf hin, dass das Training die Muskeln irgendwie darauf vorbereitet, auch nach einer Pause kräftiger auf eine zweite Trainingsrunde zu reagieren, sagte Weidenhamer. Aber wie?

Einen Hinweis lieferte die Genexpressionsanalyse. Die Forscher schrieben, dass sich nach der zweiten Trainingsphase eine „starke Verbesserung“ der Gene zeigte, die an der Funktion der Mitochondrien beteiligt sind. Dies deutet darauf hin, dass die Muskelanregung von den Mitochondrien ausgeht, den energieerzeugenden Organellen der Zellen, die beim nächsten Training des Tieres einen Gang einlegen.

„Wir konnten bei der ersten Trainingseinheit keinen Anstieg der mit der Mitochondrienfunktion verbundenen Marker feststellen, selbst nachdem sie mit dem Training aufgehört hatten, sondern erst nach der zweiten Trainingseinheit“, sagte Hernandez-Saavedra.

„Wir gaben einigen Mäusen eine Kontrolldiät und anderen eine fettreiche Diät, um Fettleibigkeit hervorzurufen, sahen jedoch vergleichbare Steigerungen des Muskelwachstums, was auf ein Trainingsgedächtnis hindeutet, das eine schlechte Ernährung außer Kraft setzt“, sagte Hernandez-Saavedra, die auch Professorin für Ernährungswissenschaften in Illinois ist.

Die Studie stellte nicht nur fest, dass Mitochondrien eine Rolle bei der Unterstützung des Muskelgedächtnisses spielen, sondern bestärkt auch die Idee, dass Aerobic-Übungen auch Muskeln aufbauen, wenn auch nicht in dem Ausmaß wie Krafttraining, sagte Hernandez-Saavedra.

„Wir sehen, dass die Intensität der Übung ausreicht, um Wachstum zu bewirken“, sagte er.

Zukünftige Studien werden diese Dynamik über längere Zeiträume verfolgen, sagten die Forscher.

„Diese Erkenntnisse können dabei helfen, Strategien zur Erhaltung der Muskelgesundheit während des Alterns zu identifizieren oder den Auswirkungen einer schlechten Ernährung entgegenzuwirken und so die Tür für neue Interventionen gegen Gebrechlichkeit oder Stoffwechselerkrankungen zu öffnen“, sagte Hernandez-Saavedra.

Die National Institutes of Health und die Muscular Dystrophy Association unterstützten diese Forschung.

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