劇烈運動和重體力勞動會使肌肉變得疲勞，酸痛甚至受損。但是肌肉纖維會通過複雜的細胞過程得到自我修復。年輕人睡一覺肌肉就可能修復，老年人則需要很長時間。最近，美國科學家的研究揭示，線粒體中的蛋白質MICU1是所有細胞的「動力源」，並闡明它在維持肌肉大小和功能以及修復受損的肌肉纖維方面如何發揮關鍵作用《Cell Reports》，2019;29(5):1274。
我們肌肉的收縮和鬆弛取決於每條肌肉纖維中鈣離子的平衡。線粒體吸收鈣，用於促進新陳代謝併產生能量，而蛋白質MICU1充當線粒體中鈣攝取的主要調節劑。GyörgyHajnóczky博士說，通過MICU1控制「鈣流」，肌肉纖維及其內部的線粒體的功能得到調控。如果「鈣流」中斷，線粒體與肌肉之間的正常交流就會停止，從而使肌肉更容易受到損害，無法承受太大的壓力。
MICU1缺陷的患者會出現神經肌肉癥狀，例如肌肉疲勞和虛弱。存在一系列神經肌肉和神經退行性疾病，例如肌肉營養不良，其中線粒體中的鈣失調是關鍵因素。研究人員發現，MICU1的丟失會導致線粒體無法感知攝取鈣的正確水平，造成肌肉纖維中鈣水平不平衡，從而妨礙其正常功能，肌肉纖維在受到刺激時產生的收縮力較小，MICU1缺陷的小鼠在運動時表現出疲勞感增強，並且肌肉萎縮程度更大，這與MICU1缺陷的的人類患者的癥狀相似。
研究人員通過讓小鼠在下坡的跑步機上跑步而對肌肉進行刺激。然後注射一種能夠滲透到肌肉膜上的染料。肌肉得到的修復越少，其殘存的染料就越多。研究人員發現，缺乏MICU1的小鼠的肌肉中有更多的染料，這表明它們進行肌肉修復的能力受到了損害。在患者成纖維細胞中，也觀察到了同樣的情況。隨後，當他們將MICU1添加到成纖維細胞中時，肌肉纖維便能夠恢復自我修復的能力。Seifert博士說：「這說明線粒體對鈣的攝取對於肌肉的正常修復很重要。因此增強這種控制機制可能會有助於運動後的肌肉恢復。」
這個研究揭示，鈣離子平衡對於肌肉功能和從疲勞中恢復具有重要作用。人進入中年，鈣吸收能力逐步下降，導致體內鈣水平下降。這可能是中老年人肌肉萎縮乏力，容易疲勞酸痛又不容易恢復的關鍵因素之一。
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