肌肉能夠記憶之前的訓練嗎？

訓練過肌肉後，就會讓肌肉有被訓練過的記憶，之後訓練時就會比較容易讓肌肉再長出來嗎？

為了解答這個疑惑，瑞典 Karolinska Institutet Dr. Maléne E Lindholm 的研究團隊找了 23 位自願者進行為期十五個月的肌力訓練實驗。在實驗的前三個月，每個禮拜四次，每次踢腿 45 分鐘，一分鐘踢六十下。兩腿只有一隻踢腿，另一隻沒踢作為沒訓練的控制組(untrained control)。在肌力訓練前和後，分別從兩腿取肌肉的檢體，比較兩者個基因表現有何不同。


Figure: ME Lindholm et al, PLOS Genetics (2017)

mRNA 定序後，發現有 3404 個和生產能量相關的基因和在肌力訓練後有很大的改變，例如和 oxidative ATP production 有關的，還有和 KEGG pathway 以及 TCA cycle 有關的，像是 SPARC 有五個 isoforms 增加 1.5 到三倍，TGFB1I1 有一個 isoform 表現量增加超過三倍。其中有 54 個有不同的 isoforms，不同 isoforms 的表現也不同，例如 ATP5G1 (mitochondrial ATP synthase)有三個 isoforms 的表現是增加的，一個是降低的。除了 ATP5G1 外，還有 , ELF2, ENO3, FUS (Fused in Sarcoma), MYL2, PKM (Pyruvate kinase, Muscle) 等等。除了上述這些基因外，還有 34 個新的 transcripts 的表現量是有變化的。

在前三個月訓練期後休息九個月，然後再從十二位意願者中取肌肉檢體，比較兩腿的基因表現有何不同，發現並沒有明顯不同，表示肌力訓練後改變的基因表現在休息了九個月後，變回和沒肌力訓練的一樣。

接著，他們讓 12 位自願者在休息九個月後，再做三個月的肌力訓練，這次是兩隻腳都有做肌力訓練，因此其中一隻腳是之前沒訓練過的的控制組(untrained control)，另一隻腳則是之前訓練過的實驗組。訓練後取兩隻腿的肌肉檢體檢測 mRNA 表現，便可比較之前有訓練和之前沒訓練的腿，在休息過後再訓練是否有什麼不同。結果發現沒什麼顯著的不同，表示之前訓練過的肌肉並沒有因此記住之前的訓練，不管之前有沒有訓練過，休息一陣子後再訓練就像是肌肉在休息期間被 reset，表現量改變的基因不論之前有沒有訓練過，在訓練後的改變的方向(增加或減少)是一致的，頂多是程度上的差別。他們也把第二次肌力訓練的基因表現和第一次訓練得做比較，發現同樣的，大部分有表現變化的基因是一樣的，例如 ATP6, TP53 和 SPP1；同時也有幾個是不一樣的，例如 ERG, SPDEE, AMPK 和 strogen receptor 的變化只出現在第一次肌力訓練，而 PPARGC1B 和 ESRRA 表現量增高的現象只出現在第二次訓練。

雖然這個結果顯示肌肉並不會記憶之前的訓練，但並不表示之前訓練過的運動員在休息一陣子後，再重新訓練會跟從來沒訓練過的人一樣，他們可能還是會比沒訓練過的人練起來較為輕鬆。挪威奧斯陸大學(University of Oslo)的生理學家 Kristian Gundersen 說，雖然肌肉沒有記憶，但其他的器官例如心臟或免疫細胞或許能夠保有肌力訓練的記憶，使得運動員能夠比平常人在較短的時間內重回之前訓練過的成果。

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是說我覺得用這樣來定義肌肉沒記憶怪怪的，因為某個基因的表現大多是被引誘開始的，應該是肌力訓練讓細胞釋放了什麼物質，然後啟動了某些 signalling pathways 讓這些基因表現，當肌力訓練停止，這些物質不再被釋放，當然表現就停止了。我會比較好奇在肌力訓練結束後，這些基因會持續表現多久才停止，之前比較常看到的是說運動過後的 24 小時身體還會持續燃燒熱量，所以我會想知道這些基因的表現是否也是持續 24 小時。另外，我可能會 check 和肌肉相關的蛋白表現量是否增加，例如 myostatin。

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Article:

ScienceNews / Endurance training leaves no memory in muscles


Paper:

ME Lindholm et al, The Impact of Endurance Training on Human Skeletal Muscle Memory, Global Isoform Expression and Novel Transcripts. PLOS Genetis (2017)