跨学科研究显示，力量训练可激活细胞废物处理

消除受损的细胞成分对于维持身体的组织和器官至关重要。由波恩大学领导的一个国际研究小组对清除细胞废物的机制取得了重大发现，表明力量训练可以激活这些机制。这些发现可能成为心力衰竭和神经疾病新疗法的基础，甚至为载人航天任务带来好处。

相应的文章已发表在最新一期的 Current Biology 杂志上。

肌肉和神经是持久的高性能器官，其细胞成分会不断受到磨损。蛋白 BAG3 在消除受损成分、识别这些成分并确保它们被细胞膜包围以形成“自噬体”方面起着关键作用。

自噬体就像一个垃圾袋，里面收集细胞废物，以便以后粉碎和回收。由波恩大学细胞生物学研究所的 Jörg Höhfeld 教授领导的研究小组表明，力量训练会激活肌肉中的 BAG3。这对细胞废物处理有重要影响，因为必须激活 BAG3 才能有效结合受损的细胞成分并促进膜包膜。

主动消除或清除系统对于肌肉组织的长期保存至关重要。“BAG3 系统的损伤确实会导致儿童肌肉无力和心力衰竭迅速进展——这是西方工业化国家最常见的死亡原因之一，”Höhfeld 教授解释说。

对运动训练和物理治疗的重要意义

该研究是在德国体育大学、科隆大学和希尔德斯海姆大学的运动生理学家的大力参与下进行的。希尔德斯海姆的 Sebastian Gehlert 教授强调了这些发现的重要性，他说：“我们现在知道激活 BAG3 系统需要什么强度水平的力量训练，因此我们可以优化顶级运动员的训练计划，并帮助物理治疗患者更好地锻炼肌肉。Gehlert 教授还利用这些发现来支持德国奥林匹克代表队的成员。

BAG3 系统不仅在肌肉中活跃。BAG3 突变可导致一种称为 Charcot-Marie-Tooth 综合征（以发现科学家的名字命名）的神经疾病。这种疾病会导致手臂和腿部的神经纤维坏死，使个体无法移动手或脚。

通过研究患者的细胞，研究小组现在已经表明，该综合征的某些表现会导致 BAG3 消除过程的错误调节。研究结果证明了该系统对组织保存的深远意义。

意想不到的监管为新疗法指明了方向

在更仔细地分析 BAG3 激活时，研究人员对他们观察到的情况感到惊讶。“许多细胞蛋白在称为磷酸化的过程中被磷酸基团的附着激活。然而，对于 BAG3，这个过程是相反的，“波恩大学跨学科研究领域 （TRA） 生命与健康的成员 Jörg Höhfeld 教授解释说。

“BAG3 在静息肌中被磷酸化，磷酸基团在激活过程中被去除。”此时，磷酸酶成为主要关注点——去除磷酸基团的酶。

为了鉴定激活 BAG3 的磷酸酶，Höhfeld 正在与弗莱堡大学的化学家和细胞生物学家 Maja Köhn 教授合作。“确定所涉及的磷酸酶是关键步骤，”她说，“这样我们就可以开发可能能够影响体内 BAG3 激活的物质。

这项研究可能为肌肉无力、心力衰竭和神经疾病开辟新的治疗可能性。

与太空旅行相关

BAG3 系统的工作得到了 Deutsche Forschungsgemeinschaft（德国研究基金会）通过 Höhfeld 教授领导的研究部门的支持。此外，Höhfeld 还从德国航天局获得资金，因为该研究对载人航天任务感兴趣。

Höhfeld 教授指出：“BAG3 在机械力的作用下被激活。但是，如果不进行机械刺激会怎样呢？例如，在生活在失重环境中的宇航员，还是在通气中无法移动的重症监护患者？

在这种情况下，缺乏机械刺激会迅速导致肌肉萎缩，Höhfeld 将其原因至少部分归因于 BAG3 的未激活。他认为，为激活 BAG3 而开发的药物可能会在这种情况下有所帮助，这就是为什么 Höhfeld 的团队正在准备在国际空间站 （ISS） 上进行的实验。因此，BAG3 研究实际上可以帮助我们有朝一日到达火星。