剧烈运动和重体力劳动会使肌肉变得疲劳，酸痛甚至受损。但是肌肉纤维会通过复杂的细胞过程得到自我修复。年轻人睡一觉肌肉就可能修复，老年人则需要很长时间。最近，美国科学家的研究揭示，线粒体中的蛋白质MICU1是所有细胞的“动力源”，并阐明它在维持肌肉大小和功能以及修复受损的肌肉纤维方面如何发挥关键作用《Cell Reports》，2019;29(5):1274。
我们肌肉的收缩和松弛取决于每条肌肉纤维中钙离子的平衡。线粒体吸收钙，用于促进新陈代谢并产生能量，而蛋白质MICU1充当线粒体中钙摄取的主要调节剂。GyörgyHajnóczky博士说，通过MICU1控制“钙流”，肌肉纤维及其内部的线粒体的功能得到调控。如果“钙流”中断，线粒体与肌肉之间的正常交流就会停止，从而使肌肉更容易受到损害，无法承受太大的压力。
MICU1缺陷的患者会出现神经肌肉症状，例如肌肉疲劳和虚弱。存在一系列神经肌肉和神经退行性疾病，例如肌肉营养不良，其中线粒体中的钙失调是关键因素。研究人员发现，MICU1的丢失会导致线粒体无法感知摄取钙的正确水平，造成肌肉纤维中钙水平不平衡，从而妨碍其正常功能，肌肉纤维在受到刺激时产生的收缩力较小，MICU1缺陷的小鼠在运动时表现出疲劳感增强，并且肌肉萎缩程度更大，这与MICU1缺陷的的人类患者的症状相似。
研究人员通过让小鼠在下坡的跑步机上跑步而对肌肉进行刺激。然后注射一种能够渗透到肌肉膜上的染料。肌肉得到的修复越少，其残存的染料就越多。研究人员发现，缺乏MICU1的小鼠的肌肉中有更多的染料，这表明它们进行肌肉修复的能力受到了损害。在患者成纤维细胞中，也观察到了同样的情况。随后，当他们将MICU1添加到成纤维细胞中时，肌肉纤维便能够恢复自我修复的能力。Seifert博士说：“这说明线粒体对钙的摄取对于肌肉的正常修复很重要。因此增强这种控制机制可能会有助于运动后的肌肉恢复。”
这个研究揭示，钙离子平衡对于肌肉功能和从疲劳中恢复具有重要作用。人进入中年，钙吸收能力逐步下降，导致体内钙水平下降。这可能是中老年人肌肉萎缩乏力，容易疲劳酸痛又不容易恢复的关键因素之一。
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