通過提高一個單一的蛋白質的功能，霍華德休斯醫學研究所的研究人員已經製作了一場“馬拉松老鼠”，改變肌肉的組成和足夠的體力運行盡可能正常小鼠的兩倍。
增強蛋白的小鼠也表現出天生的抵抗力，體重增加，即使餵食高脂肪食物，導致正常小鼠變得肥胖。
據研究人員介紹，他們的發現將進入機械提供了重要的見解，權力，肌肉的發育和由運動產生的生理變化。這一發現還表明，路線設計，增強肌肉的發展和模仿運動的好處的藥物。研究人員說，這種藥物可以幫助阻止他們行使其使人衰弱的疾病的患者。研究人員承認，這類藥物 - 製藥公司已經被測試 - 可以作為一種方法來提高運動成績的濫用。
霍華德休斯醫學研究所研究員羅納德 M.埃文斯在索爾克研究所的領導下，研究人員發表了他們的研究結果在線 8月24日，2004年，在科學生物學公共圖書館期刊。其他合作作者是在韓國漢城國立大學。
在他們的研究中，研究人員正在探索的改變為一種蛋白質叫做PPAR -Δ基因的影響 - 眾多基因的主調節器 - ，以提高蛋白質的活動。據埃文斯，他們沒想到這個單一基因的改變的深刻和深遠的生理效應。
“在以往的工作中，我們已經表明，PPAR -Δ在各種組織，特別是激活脂肪組織，增加脂肪燃燒，因此，減少脂肪組織腫塊，”埃文斯說。 “進入這個實驗中，對肌肉纖維的影響的可能性是不是我們的雷達屏幕上。”
然而，當研究人員產生與增強 PPAR -Δ活性小鼠，他們看到了在骨骼肌纖維的重大轉變。小鼠表現出所謂的“慢抽動”肌肉纖維的主要增強，在“快肌”肌纖維減少。
慢肌纖維是目前抗疲勞的肌纖維。這是由於大量線粒體 - 細胞的代謝與它們轉換成脂肪能源的發電廠，。相比之下，快肌的肌肉線粒體少得多，必須自己的能量來自葡萄糖，而不是脂肪。因此，這些肌纖維疲勞迅速。通過體能訓練，直到改變基因的小鼠的生產，是唯一已知的方法來增加耐力。
“我們認為，增強 PPAR -Δ只會使肌肉燃燒更多的脂肪，但我們沒想到它會通過增加慢肌纖維的人口，”埃文斯說。
為了證實，PPAR -Δ活動的增加所造成的肌肉轉化，研究人員給正常小鼠的實驗性藥物，叫GW501516，激活的蛋白。由葛蘭素史克公司正在開發的藥物治療脂代謝紊亂的人。埃文斯和他的同事們發現，治療與藥物產生類似他們在轉基因小鼠的肌肉和新陳代謝的好處。
研究人員還發現，轉基因小鼠抗體重增加時，高脂肪，高熱量飲食。 “這些馬拉松老鼠”有抗藥性，體重增加，即使他們吃的食品為正常小鼠的相同數額，並有相同的活動水平，“埃文斯說。 “所以，他們的抵抗體重增加並非僅僅是因為增加運動量。
“值得注意的是，燃燒脂肪的肌肉纖維的數量增加本身似乎對高脂肪的飲食的保護，”他說。 “這很重要，因為它表明，在這些動物可能導致更多的脂肪燃燒的肌肉和一些為熱能釋放更多的線粒體的存在。”
“這使我相信，長期的長跑運動員，例如，具備防止體重增加的水平，甚至當他們不行使。埃文斯說，“所以，從某種意義上說，他們已經建立了一個代謝的”擋箭牌“，使體重增加。
埃文斯說，此外，當正常小鼠收到的PPAR -三角洲提高藥物時，他們發現一個幾乎相同的保護，對體重增加。轉基因小鼠也有肌內甘油三酯水平較低，他說，這往往是肥胖的人與胰島素抵抗和糖尿病相關。
馬拉松小鼠辜負他們的綽號時，埃文斯和他的同事測試了在跑步機上的動物“耐力。 “當我們把這些老鼠，從來沒有運行之前在跑步機上，驚人的結果，老鼠幾乎可以運行的距離，可以運行正常小鼠的兩倍，”埃文斯說。
埃文斯說，正常小鼠可以運行之前，用盡約 900米，而PPAR -Δ增強小鼠可以運行之前運行的蒸汽1800米，或超過一英里，。他說，此外，馬拉松鼠標運行一個小時的時間超過 90分鐘，一個正常的鼠標運行。
這是特別令人驚訝的，改變一個單一的基因在小鼠等廣泛的生理變化。據埃文斯，最生理學家認為，通過培訓提高性能是一個複雜的過程。運動訓練不僅改變肌肉纖維的含量，而且還改善血液循環，並到這些肌肉的運動神經元支配。培訓還 reengineers的心臟，以允許該泵體積更大的血液。
“所以，這是在所有顯而易見的，改變一個基因在肌肉，會導致整個身體的協調變化，從神經系統對心血管系統，肌肉本身。但是，關於這個實驗的了不起的事情是，這其中的變化似乎重新佈線的整個系統。
“這是令人興奮的，因為它說，這個複雜的系統，可以協調改變，變化的只是其中的一部分。它也表明，它可以改變基因沒有運動本身。這意味著，誰是病人因其他原因不能行使自己的體重或其他複雜的問題，因為此通路的激活可能是非常有益的。“激活PPAR -Δ途徑的藥物，能增強肌肉力量，打擊肥胖，並防止糖尿病，說埃文斯。
“這種方法打擊肥胖可能是重要的原因之一是，大多數的減肥藥，以減少食慾的目的，”埃文斯說。 “這是最難的事情改變人，因為他們的食慾是由基因編程。藥物，增強 PPAR -Δ途徑讓我們的人，像我們的老鼠，吃同樣的金額，但會增加他們的新陳代謝，燃燒更多的能量。“埃文斯指出，這類藥物也有潛力的運動員，可以採取濫用他們，以提高性能。
埃文斯表示，將進一步研究，目的是在認識上表現正常動物的PPAR -三角洲增強藥物的影響。研究人員還計劃這種治療方法，探討如何在正常動物的生理和長壽的影響。而且，他們將探索眾多在他們觀察到的生理變化有關的基因蛋白的作用機制。
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