Trening har positiv effekt på funksjonene i muskelcellene. (Illustrasjon: Science Photo Library)
Trening har positiv effekt på funksjonene i muskelcellene. (Illustrasjon: Science Photo Library)

Bra for muskelcellen at du løper

Ingen forstår helt hva som skjer inne i muskelcellene. Men de er skapt til å brukes, viser ny doktorgrad. 

Publisert

Når en muskelcelle aktiveres, forstyrres balansen inne i selve cellen. Såkalte frie radikaler, altså elektroner som har løsnet fra molekylet de hørte til, frigjøres. Disse frie radikalene søker ny tilhørighet i andre molekyler, som dermed får nye egenskaper.

De kan ødelegge proteiner og fett, og da endrer cellen funksjon. I verste fall kan for mange frie radikaler føre til celledød. Kanskje er det best ikke å belaste muskelen?

– Nei, muskler skal definitivt brukes, sier stipendiat Kristoffer Toldnes Cumming.

Han har skrevet doktorgradsavhandling om hva som skjer inne i muskelcellen under belastning. Det klassiske synet på frie radikaler er at de er skadelige. Og det stemmer jo, men de har også en annen funksjon, forklarer han:

– Det nye synet på frie radikaler er at de er en del av et system som er med på å tilpasse cellen til nye belastninger, sier Cumming.

Disse signalene fører blant annet til dannelse av nye mitokondrier. Mitokondriene er selv kraftverket som gir cellen energi, slik at den kan fungere.

Antioksidantene tar en for laget

Cumming har spesielt utforsket to systemer som beskytter cellen mot skadelig påvirkning. Det ene kalles det endogene antioksidantsystemet. Endogene antioksidanter produseres i cellen. De sørger for at cellen er i balanse gjennom å nøytralisere og balansere de skadelige frie radikalene.

– Vi kan si at antioksidantene tar en for laget. De blir gjerne til en fri radikal selv, og inntar en ny funksjon.

Det er gjort lite forskning på hvordan disse systemene påvirkes av trening hos friske mennesker. Tidligere trodde man først og fremst at det var utholdenhetstrening som førte til en økning i antioksidantsystemet. Cumming og kollegene kjenner til at også styrketrening har påvirkning, men kan foreløpig ikke si mye om effekten.

Bananfluer reddet av proteiner

Muskelceller sett gjennom mikroskop. (Foto: NIH)
Muskelceller sett gjennom mikroskop. (Foto: NIH)

Det andre systemet Cumming har sett på er såkalte varmesjokkproteiner. Navnet kommer fra den italienske forskeren Ferruccio Ritossa.

I 1962 forsket han på bananfluer i et varmeskap. Ved en feil ble temperaturen i skapet skrudd opp for høyt. Da flueforskeren kom på jobb dagen etter, var de fleste bananfluene døde. Men noen hadde overlevd! Ritossa undersøkte de overlevende bananfluene, og fant ut at et protein hadde økt i mengde som følge av varmesjokket. Dette proteinet reduserte skadene i cellene slik at fluene overlevde.

Man trodde først at økningen i dette proteinet kom som følge av økt varme, derav betegnelsen varmesjokkproteiner. Senere fant man ut at disse proteinene også øker ved andre typer stress, som for eksempel belastningen cellene utsettes for under trening.

Gjenbruk bedre enn bruk og kast

Når vi trener skjer det samme i muskelcellene våre som i bananfluenes celler da de ble utsatt for varmesjokk: antallet varmesjokkproteiner øker. Varmesjokkproteinene flytter seg rundt i cellen og redder de proteinene som utsettes for skader fra blant annet frie radikaler.

– Som med så mange andre ting, er gjenbruk mer hensiktsmessig enn bruk og kast. Når et protein først er ødelagt, må det lages helt på nytt. Varmesjokkproteiner redder skadde proteiner, slik at de kan repareres og gjenbrukes, forklarer Cumming.

Varmesjokkproteiner omtales derfor også som chaperoner. Det betyr en som hjelper andre.

At trening har positiv effekt på funksjonene i muskelcellene, er Cumming ikke i tvil om.

– Vi ser at systemet fungerer bedre hos en som er godt trent, enn hos en som ikke trener. Antioksidantene aktiveres kjapt og gjør jobben sin effektivt. Samtidig begynner varmesjokkproteinene å jobbe med restitusjonsprosessen. Jo mer du trener, jo bedre fungerer begge disse systemene.

Komplisert, vanskelig og merkelig system

Kristoffer Toldnes Cumming. (Foto: Andreas B. Johansen)
Kristoffer Toldnes Cumming. (Foto: Andreas B. Johansen)

Cumming påstår på ingen måte at han forstår systemet i cellene fullt ut. Det er det få, om noen, som gjør, tror han.

– Målet mitt er å forstå mer om hvordan trening påvirker systemet i muskelcellene. Når vi trener oppstår det en ubalanse inne i cellen. Jeg ønsker å undersøke systemene som forhindrer dette. Noe av oksygenet vi bruker blir omdannet til frie radikaler.

– Er dette bare en defekt i et ikke komplett system? Jeg tror heller det har en annen funksjon. Ellers er det veldig merkelig at de frie radikalene i det hele tatt ble produsert.

Tilskudd av antioksidanter bremser prosessene

Belastningen de frie radikalene påfører cellene kalles oksidativt stress. Altså er de frie radikalene oksidanter. Vitamin C og E, for eksempel, gjør det motsatte av de frie radikalene, og kalles derfor antioksidanter.

Vi trenger antioksidanter for å opprettholde balansen i cellene. Mange tar derfor antioksidanter i form av vitamin C og E som kosttilskudd. Det høres jo ut som en god ide, men er det egentlig det?

– Vitamin C og E bremser de skadelige prosessene i cellen, men de kan også bremse den normale tilpasningen til trening. Derfor skal vi ikke ha for mye av disse antioksidantene, slik vi gjerne får gjennom kosttilskudd, sier Cumming.

Han forklarer at mennesker med et vanlig bevegelsesmønster antakelig ikke vil merke noen negativ virkning av antioksidanttilskudd, men at personer som trener mye kan få redusert treningseffekt.

– Når man trener en hard økt, øker mengden varmesjokkproteiner og flytter seg til skadde områder i cellen. Tar man tilskudd av vitamin C og E uteblir noe av responsen. Vi trenger varmesjokkproteinene fordi de forbedrer restitusjonsprosessen, og de gjør at det ikke oppstår skade i cellen, forklarer stipendiaten.

Mange vidunderkurer er tilgjengelig for oss som forbrukere, men Cumming forklarer at det finnes lite belegg for å anbefale snarveier gjennom for eksempel kosttilskudd.

– Et sunt kosthold med normalt antioksidantinnhold er min anbefaling, sier han.

Bakgrunn:

Kristoffer T. Cumming disputerte på Norges idrettshøgskole 10. desember over avhandlingen Heat shock proteins and endogenous antioxidants in skeletal muscle – Acute responses to exercise and adaptations to training. Sammendrag