Cell子刊：力量训练激活细胞废物处理系统

清除受损的细胞成分对于维持身体的组织和器官是必不可少的。由波恩大学领导的一个国际研究小组在清除细胞废物的机制方面取得了重大发现，表明力量训练激活了这种机制。这些发现可能为心力衰竭和神经疾病的新疗法奠定基础，甚至为载人航天任务带来好处。最新一期的《当代生物学》杂志上发表了相应的文章。

肌肉和神经是持久的，高性能的器官，其细胞成分受到不断的磨损和撕裂。蛋白质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，里面的细胞废物被收集起来，供以后切碎和回收。波恩大学细胞生物学研究所Jörg Höhfeld教授领导的研究小组发现，力量训练可以激活肌肉中的BAG3。这对于细胞废物处理具有重要的影响，因为BAG3必须被激活才能有效地结合受损的细胞成分并促进膜包裹。主动消除或清除系统对于肌肉组织的长期保存是必不可少的。“BAG3系统的损伤确实会导致儿童迅速发展的肌肉无力和心力衰竭——这是西方工业化国家最常见的死亡原因之一，”Jörg Höhfeld教授解释说。

对运动训练和物理治疗的重要启示

这项研究是由德国科隆体育大学和希尔德斯海姆大学的运动生理学家进行的。希尔德斯海姆的Sebastian Gehlert教授强调了这一发现的重要性:“我们现在知道激活BAG3系统需要多大强度的力量训练，因此我们可以为顶级运动员优化训练计划，并帮助理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运代表队的成员。

必需的肌肉…和更多的

BAG3系统不仅在肌肉中活跃。BAG3基因的突变会导致一种神经疾病，被称为Charcot-Marie-Tooth综合征(以这位发现者的名字命名)。这种疾病会导致手臂和腿部的神经纤维死亡，使患者无法移动他或她的手或脚。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导致BAG3消除过程的错误调节。研究结果表明，该系统对组织保存具有深远的意义。

出人意料的规则为新疗法指明了道路

在更仔细地分析BAG3激活后，研究人员对他们观察到的结果感到惊讶。“许多细胞蛋白在磷酸化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，BAG3在静息肌肉中被磷酸化，而磷酸基团在激活过程中被去除。”在这一点上，磷酸酶成为主要关注的焦点-去除磷酸基团的酶。为了确定激活BAG3的磷酸酶，Höhfeld说，“确定相关的磷酸酶是关键的一步，这样我们就可以继续开发可能影响BAG3在体内激活的物质。”这项研究可能为肌肉无力、心力衰竭和神经疾病的治疗开辟新的可能性。

与太空旅行相关

德国研究基金会通过H?hfeld教授领导的一个研究单位支持BAG3系统的工作。此外，Höhfeld从德国空间局获得资金，因为这项研究对载人航天任务的目的有兴趣。Höhfeld教授指出:“BAG3在机械力的作用下被激活。但是如果没有机械刺激会发生什么呢?例如，生活在失重环境中的宇航员，或者靠呼吸机固定的重症监护病人?”在这种情况下，缺乏机械刺激迅速导致肌肉萎缩，其原因Höhfeld至少部分归因于BAG3未激活。他相信，开发用于激活BAG3的药物可能对这种情况有所帮助，这就是为什么Höhfeld的团队正在准备在国际空间站(ISS)上进行实验的原因。因此，对BAG3的研究实际上可以帮助我们有朝一日到达火星。