新技术揭示了快肌纤维和慢肌纤维对运动的不同反应
经常锻炼是对抗代谢性疾病，如肥胖和糖尿病的最佳防御手段之一——但为什么呢?这是一个科学家们仍在努力回答的问题。虽然锻炼会改变肌肉的分子行为，但人们还不太清楚这些分子变化是如何改善新陈代谢健康的。
哥本哈根大学的科学家们现在开发了一种新技术，可以让研究人员进行研究肌肉在更详细的层面上研究生物学，希望能找到一些新的答案。他们从冻干的肌肉样本中提取了“快”和“慢”肌纤维，这些肌肉样本分别是在骑行12周前后采集的运动训练．他们的综合分析蛋白质纤维的表达提供了新的证据，证明纤维类型对运动训练的反应不同。
这项研究发表在自然通讯，也展示了冻干样品在世界各地的冰柜中尚未开发的潜力。
“已知代谢紊乱和几种肌肉疾病影响或不影响特定纤维类型，因此对特定纤维类型的详细研究是至关重要的。以前的研究涉及到肌肉纤维的大规模蛋白质分析，需要从新鲜获得的肌肉活检中分离出单个肌肉纤维。由于分离肌肉纤维是耗时的，这种方法有其固有的局限性。我们的方法能够对已经收集到的肌肉活组织切片进行肌肉纤维分析，并为未来的研究铺平了新道路，”哥本哈根大学诺和诺德基础代谢研究中心(CBMR)的副教授Atul Deshmukh说。
乱七八糟的肌肉样本
骨骼肌含有细小的纤维，可分为快收缩和慢收缩。简单地说，快速收缩纤维产生爆炸能量，但很快就会疲劳，而缓慢收缩纤维能量较少，但有更多的耐力。大多数人的肌肉中这两种类型的肌肉数量是相等的，但这一比例在人与人之间差别很大。这意味着，根据不同的比例，锻炼对人们的益处不同。
在肌肉中，成千上万的纤维被结缔组织捆绑在一起，并穿插着一系列具有支撑功能的细胞类型。由于所有这些不同的细胞类型，科学家们很难解释整个肌肉样本的结果，并将观察到的变化与特定的细胞类型联系起来。
了解到研究单个纤维的潜力，Atul Deshmukh与来自诺和诺德基金会蛋白质研究中心的Matthias Mann教授，以及来自哥本哈根大学营养、运动和体育系的Wojtaszewski小组合作。
打磨肌肉纤维
他们招募了健康的人进行为期12周的耐力运动训练，并在运动前后收集肌肉样本，然后将其冷冻干燥。然后，他们从样本中提取了快收缩和慢收缩的肌肉纤维，并进行了基于高分辨率质谱的蛋白质组学——一种允许科学家们同时测量不同样本中数千种蛋白质的工具。
他们在样本中识别出4000多种不同的蛋白质，并发现运动训练改变了快速和缓慢抽搐纤维类型中数百种不同蛋白质的表达。重要的是，他们发现之后两种纤维的蛋白质表达存在差异锻炼，这证明了快肌和慢肌的反应是不同的。
“我们的方法可以用于从一次活组织检查中对数百个肌肉纤维进行高通量分析。将该方法与现代高灵敏度质谱联用，有助于了解健康和患病的纤维类型的异质性骨骼肌哥本哈根大学诺和诺德基金会基础代谢研究中心(CBMR)的副教授Atul Deshmukh说。
不会意外伤害心脏的药物
骨骼肌是人体最大的器官，即使是很小的变化也会对整个身体的新陈代谢产生巨大的影响。因此，骨骼肌是一种很有潜力的治疗代谢性疾病的药理靶组织。然而，一个挑战是如何避免心肌的副作用，例如，心肌由与慢收缩骨骼肌纤维有一些相似之处的特殊纤维组成。
哥本哈根大学营养、运动和体育系的Jørgen Wojtaszewski教授说:“因此，我们的纤维类型特异性蛋白库是识别针对快速收缩纤维的骨骼肌蛋白质的第一步，允许药物靶向和传递到这种特定的纤维类型，并可能避免心脏的副作用。”
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