Träning och fasta sätter fart på proteasomerna

Kroppens förmåga att anpassa sig till förändring är avgörande för överlevnad. En del i detta är att varje cell måste smula sönder dåliga proteiner, sedan kan cellen använda smulorna för att bygga nya, friska proteiner. Det är en avgörande kvalitetskontroll för hela organismen. Ny forskning visar att träning förbättrar denna process.

Proteasomer - cellens kvarn

Med ökad ålder tycks risken öka för olika typer av störningar i cellernas proteinfabriker ribosomerna, vilket kan leda till ansamling av dåliga proteiner. Dessa täpper till cellen, stör dess funktioner och tros öka risken för sjukdomar som ALS och Alzheimers.

Ubiquitin markerar protein som bryts ner till peptider i 26S Proteasom. Peptiderna bryts i sin tur ner till aminosyror eller används för antigenpresentation. Källa.

För att förhindra detta har cellen ett fiffigt rengöringssystem som startar med att de dåliga proteinerna märks med ubiquitin. Det är en ”dödskyss”. De märkta proteinerna skickas vidare till proteasomerna, en slags kvarnar som mal och strimlar proteiner till kortare peptider. Dessa bryts sedan ner till aminosyror, som fungerar som byggstenar till nya, friska proteiner. 

En ny studie från Harvard Medical School visar att denna avfallsmekanism utlöses av fluktuationer i hormonnivåer, som signalerar förändringar i fysiologiska tillstånd. Det leder till att cellerna mal sönder dåliga proteiner, så att cellerna snabbt kan anpassa sitt proteininnehåll till nya miljökrav.

Den smarta cellen

I ett av experimenten analyserade forskarna effekterna av träning på celler från lårmusklerna före och efter intensiv cykling. Efter träning visade proteasomerna från dessa celler hade mycket mer molekylär märkning av ubiquitin och högre nivåer av cAMP. Ett annat experiment på möss visade att fasta i 12 timmar gav en liknande effekt. Dessutom visade det sig att möss som fick glukagon - ett hormon som ökar under fasta - förbättrade sin förmåga att förstöra dåliga proteiner.

Adrenalin gav liknande effekter genom att mobilisera energireserver, öka hjärtfrekvens och muskelstyrka under fysiologisk stress. Man såg markanta ökningar i cAMP, liksom ökad proteasomaktivitet och proteinnedbrytning. Även hormonet vasopressin, som hjälper kroppen att behålla vatten och förhindra uttorkning, ökade proteosomakiviteten. Det gick på fem minuter. Kroppen är ganska smart.

Utmanar mig varje vecka. Veckan som gick blev det fyra backintervaller som satte fart på mina proteasomer. Formen är bra. Ser fram mot att tävla igen. Det var ett tag sedan.

Muskelanvändning trimmar cellerna

En värdefull aspekt av fysisk aktivitet är att du ökar aktiviteten av proteinet ubiquitin som är viktigt för underhåll av dina muskler. Ubiquitin markerar utslitna, intracellulära proteiner så att de kan brytas ner i cellulära “avfallskvarnar” som kallas proteasomer. Därmed motverkar fysisk aktivitet ansamling av skadade proteiner och hjälper till att hålla musklerna friska.

Ubiquitin markerar utslitna, intracellulära proteiner så att de kan brytas ner. Källa: Wikipedia.

För att du ska fungera på lång sikt är det viktigt att du underhåller din kropp. En viktig del av cellernas underhåll är omsättning av gamla proteiner. 

I en ny studie har forskare visat att ett enda intensivt träningspass på 10 minuter (cykling), ökar aktiviteten av ubiquitin. När du tränar rusar ubiquitin runt i cellerna och sätter en flagga på skadade proteiner så att de kan brytas ner och användas för att bygga nya proteiner.

Ubiquitin fäster sig till aminosyran lysin på trasiga proteiner, varefter proteinet transporteras till proteasomerna, som bryter ner proteiner till aminosyror. Proteasomernas uppgift är att tugga sönder skadade proteiner och spotta ut aminosyror. Dessa aminosyror kan sedan återanvändas i syntesen av nya proteiner. Därmed bidrar ubiquitin till en hållbar cirkulation av kroppens proteiner.

Proteasomernas uppgift är att tugga sönder skadade proteiner och spotta ut beståndsdelarna, aminosyror. Källa: Wikipedia.

Det är en av anledningen till att fysisk aktivitet är hälsosam. Du blir bättre av att använda din kropp. Vila är bra, men utan aktivitet kommer kroppen att fungera sämre på sikt. Det är alltså muskelanvändning i sig själv som initierar de processer som håller musklerna friska och funktionella.