无需训练!?备受关注的L-BAIBA物质为肌肉增强带来新可能性

无需训练!?备受关注的L-BAIBA物质为肌肉增强带来新可能性

“不受训练计划影响的肌肉增强”这一标题的真相

为了增加肌肉,需要适当的负荷、充足的蛋白质、休息和持续性——这一常识正在被一项引人注目的研究所动摇。主角是被称为“L-β-氨基异丁酸”的小代谢物,简称为L-BAIBA。

报道中充斥着“独立于训练增强肌肉”“可能在不运动的情况下增强肌肉”等刺激性表述。然而,首先要说明的是,此次成果并未证明“无需肌肉训练”。研究的中心是小鼠和培养细胞,关于人类的确认仅限于运动会提高L-BAIBA的血液浓度以及与有氧能力的关联。尚未显示人类摄取L-BAIBA会增加肌肉、提高肌力或改善疾病的临床因果关系。

即便如此,这项研究的重要性依然不变。因为它展示了长期以来关于运动刺激如何在肌肉内部转化为“适应”,并传递到其他肌纤维和器官的具体分子路径。


肌肉不仅接收指令,还发出信号

过去,骨骼肌被认为是从神经接收指令以收缩并移动身体的组织。现在已知,肌肉本身也会释放各种物质,向脂肪、肝脏、骨骼、血管等发送信息,成为一种“分泌器官”。

蛋白质性信号通常被称为肌肉因子(myokines)。另一方面,像L-BAIBA这样的低分子代谢物则结合了代谢物的意义和信号物质,被称为代谢因子(metabokines)。L-BAIBA是在必需氨基酸缬氨酸在肌细胞线粒体内分解过程中产生的,并随着肌肉收缩而释放。

BAIBA有D型和L型两种立体结构。在此次研究中,主要作用于肌肉的是L型。即使名称几乎相同,其在体内的生成方式和功能并不相同。在评估市售产品或过去的研究时,需要查看使用的是哪种类型、使用量以及使用对象。


在小鼠中确认的三种变化

研究团队首先在年轻雄性小鼠的饮用水中添加BAIBA,进行了6周的投喂。剂量为每天每公斤体重100毫克。结果显示,比目鱼肌等肌肉量增加,肌纤维的直径和数量也发生变化。特别是,与抗疲劳的I型纤维和IIa型纤维相关的变化得到了确认。

第二个变化是肌肉的“引擎”——线粒体。在给予BAIBA的小鼠中,氧气消耗和能量消耗增加,肌肉内的线粒体数量和呼吸功能也提高。这意味着肌肉不仅在外观上变大,而且其性质也朝着能量生成并长时间工作的方向改变。

第三个变化是实际的运动能力。BAIBA投喂组在转轮上跑得更快、更久,取出的比目鱼肌的收缩力和抗疲劳性也更高。结合运动和BAIBA的组别中,有些项目比仅运动组的跑步距离和肌肉收缩功能有所改善,显示出L-BAIBA可能有助于运动适应。

此外,在分别给予D型和L型的实验中,肌肉量、肌纤维构成、线粒体功能、跑步能力的改善主要发生在L型。相反,抑制肌肉内合成L-BAIBA的酶ABAT的功能后,训练后的运动能力提升减弱。也就是说,L-BAIBA不仅是运动后增加的“标志”,至少在小鼠中被认为是适应的一个原因。


从PGC-1α到L-BAIBA,再到PPARδ——传递适应的路径

研究团队提出的中心路径是“PGC-1α―L-BAIBA―PPARδ”。

运动导致肌肉反复收缩时,肌细胞内的调节因子PGC-1α被激活。PGC-1α参与线粒体的形成、脂肪酸的利用、糖的摄取、肌纤维类型的变化等。随后,L-BAIBA的产生和释放被促进,其信号作用于同一肌细胞或邻近的肌细胞。在小鼠中,PPARδ是必要的,而在人源性肌细胞中,细胞表面的受体MRGPRD是必需的。

这一机制可能也解释了“交叉教育效应”的一部分,即锻炼的一侧肢体会提高对侧肢体的肌力和功能。运动的肌肉释放的物质通过血流或局部环境直接影响未运动的肌肉。然而,研究人员自己也承认,仅靠L-BAIBA无法解释全部,还留有其他未识别信号的余地。


能否保护2型糖尿病导致的肌肉衰弱

此次研究在医疗上最具意义的可能是肥胖和2型糖尿病模型小鼠的结果。在2型糖尿病中,不仅血糖升高,还可能出现肌肉量和肌力下降、线粒体功能障碍和易疲劳。运动对病情管理有效,但对于肌力下降或疲劳严重的人来说,执行“请运动”这一建议本身就很困难。

给予因高脂肪饮食而导致肥胖和糖代谢异常的小鼠BAIBA后,肌肉量、线粒体呼吸、收缩力和部分疲劳耐性得到改善。由此所期待的不是让健康人省略运动的药物,而是支持糖尿病、与年龄相关的肌肉减少症、慢性心力衰竭、癌症恶病质、长期住院后等无法充分活动的人的肌肉功能的治疗。

即便仅能稍微保持肌肉,也会对站立、行走、避免跌倒、持续康复等日常功能产生巨大差异。即使将来利用L-BAIBA的治疗成立,其目标也可能不是完全替代运动,而是成为能够开始运动或康复的身体条件的“桥梁”。


在人类中已知的和未知的

关于人类的数据有两项。第一项试验中,60人测量了最大氧气摄取量,然后进行了最大能力60%的45分钟跑步机运动。D-BAIBA和L-BAIBA在运动后均有所上升。静息时的L-BAIBA浓度与最大氧气摄取量存在统计学相关性,但相关系数约为0.25,关系并不强。

第二项试验中,33人进行了10周的自行车功率计有氧训练,L-BAIBA浓度上升。在此试验中,起始时的L-BAIBA与有氧能力之间也存在相关性。另一方面,D型在长期训练后未显示显著增加。

重要的是,在人类试验中,L-BAIBA并未作为药物或补充剂进行投与。“运动能力强的人L-BAIBA较高”“运动会增加L-BAIBA”与“摄取L-BAIBA会提高运动能力”是不同的主张。要验证因果关系,需要在研究剂量、吸收、体内动力学、安全性、药物相互作用后,进行随机对照试验。

此外,此次动物实验主要集中在有氧运动的适应上。尚未确定是否同样适用于健美式的肌肉肥大、最大肌力和爆发力。在年轻小鼠中观察到的肌纤维数量增加,在年龄较大的小鼠中未再现,显示出作用可能因年龄而异。如果仅肌肉快速增强,肌腱、韧带、骨骼、神经系统能否以同样速度适应仍是个问题。


在SNS上,“对老年人的希望”与“对补充剂的警惕”交织

研究报道后,SNS上先行的是易于理解的期待。在Reddit的科学社区中,出现了“想尽快使用”“会成为GLP-1药物的肌肉版吗”等反应,以及想象人人都变得肌肉发达的未来的玩笑式帖子。标题为“不运动也能长肌肉”显示出强大的传播力。

 

另一方面,随着讨论的深入,对用途的看法变得现实。特别显著的是,作为预防老年人虚弱、从伤病中恢复、帮助运动限制者康复的技术的期待声音。“不是为了外观的肌肉”,而是对保持移动能力和自立的肌肉的价值的反应。

也有许多谨慎的声音。“首先要成为小鼠”的讽刺简明地表达了动物实验与人类治疗的距离。还有,如果仅肌肉增强会不会损伤肌腱和韧带,肌肉量与实际可用的力量或运动技能并不相同,长期副作用如何等疑问。由于已经有宣传L-BAIBA的补充剂在售,临床证据不足阶段的自我使用广告也引发了担忧。

在线上的关注度很高,论文发表后的Altmetric评分达到212,进入同期追踪论文的前1%。不过,当时掌握的构成是新闻媒体30篇、博客2篇、X帖子1篇,评分大部分来自报道。因此,尚不能说“在SNS上广泛支持”。可确认的反应偏向于一个论坛帖子等,并非民意调查或医疗效果的证据,需要注意。


“不是运动替代物质”,而是“解开运动机制的钥匙”

L-BAIBA研究的价值不在于使运动变得不必要,而在于可视化了运动改变身体过程的一部分。运动激活PGC-1α,肌肉生成L-BAIBA,促进周围肌细胞的适应,通过PPARδ等改变线粒体和肌纤维的性质。如果这一链条正确,运动效果不仅是物理负荷的结果,而是通过肌肉发出的化学信息被放大和共享。

然而,运动不仅仅作用于肌肉。心肺功能、骨骼、肌腱、血管、大脑、免疫、睡眠、情绪、运动技能等多个系统同时受到刺激。一个分子替代整个过程的可能性很低。即使L-BAIBA将来成为药物,也更可能作为支持那些想动却不能动的人的辅助疗法,而非“坐在沙发上就能健康的药物”。

此次结果并不是完成了锻炼肌肉的捷径。然而,它显示了肌肉自身生成的小分子在获得力量和耐力的机制中扮演了一角。接下来需要的是确认在人类投与时的安全性和有效性、目标疾病和年龄、与运动的最佳组合。值得期待,但不要混淆补充剂标签和临床试验结果,保持对“在小鼠中有前景”和“在人类中可用治疗”之间长路的清醒认识,是正确解读这则新闻的条件。


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