移除受损的细胞成分对于维持身体的组织和器官至关重要。来自波恩大学及其国际合作伙伴的研究团队对清除细胞废物的过程进行了重要发现，揭示力量训练能够增强这些过程。这些见解可能为心力衰竭和神经疾病的创新治疗铺平道路，并为人类太空飞行提供潜在优势。
肌肉和神经是 vital 和持久的器官，其细胞成分会持续磨损。蛋白质BAG3对于去除受损成分至关重要；它能够识别受损部分，并确保它们被细胞膜包裹，形成称为“自噬体”的结构。这些自噬体像垃圾袋一样，收集细胞废物，以便后续的分解和回收。由波恩大学细胞生物学研究所的Jörg Höhfeld教授领导的研究团队发现，力量训练能够激活肌肉中的BAG3。这一发现影响了细胞废物的管理，因为必须激活BAG3以有效地与受损细胞成分结合并促进它们的包裹。功能正常的废物清除系统对于肌肉组织的长期健康至关重要。“BAG3系统的功能障碍可能导致儿童肌肉无力快速进展及心力衰竭，后者是工业化西方国家主要的死亡原因之一，”Höhfeld教授解释道。
对运动训练和康复的重大影响
此次研究有德国运动大学科隆和希尔德斯海姆大学的运动科学家参与。希尔德斯海姆大学的Sebastian Gehlert教授强调了这些发现的重要性：“我们现在知道需要什么强度的力量训练来激活BAG3系统，这使我们能够优化精英运动员的训练项目，并帮助康复患者更有效地增强肌肉。”他还将这一知识应用于支持德国奥林匹克团队的成员。
不仅对肌肉至关重要
BAG3系统不仅限于肌肉。BAG3的突变可能导致一种被称为Charcot-Marie-Tooth综合症的神经疾病，导致手臂和腿部神经纤维退化，使个人无法移动手或脚。通过研究受影响个体的细胞，研究团队发现该综合症的一些特征涉及BAG3消除过程的调节失常。这些发现强调了该系统在保护组织中的重要性。
令人惊讶的调控机制可能为新疗法提供信息
在对BAG3激活进行深入调查后，研究人员发现了意想不到的结果。“许多细胞蛋白质通过附加磷酸根实现激活，这一过程称为磷酸化。然而，在BAG3的情况下，正好相反，”Jörg Höhfeld教授解释说，他也是波恩大学跨学科研究领域（TRA）生命与健康的一部分。“BAG3在静止肌肉中被磷酸化，而在激活时，磷酸根被去除。”这表明磷酸酶——去除磷酸根的酶——是一个关键的关注领域。为了确定哪些磷酸酶激活BAG3，Höhfeld正在与弗莱堡大学的化学家和细胞生物学家Maja Köhn教授合作。“找到这些相关的磷酸酶是一个重要步骤，”她表示，“因为这使我们能够开发可能影响体内BAG3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提供新的治疗选择。
与太空任务的相关性
BAG3系统的研究得到了德国研究基金会（Deutsche Forschungsgemeinschaft）的支持，该基金会由Höhfeld教授领导。此外，德国宇航局也提供了资金支持，强调了该研究与载人太空任务的相关性。Höhfeld教授提出了一个重要问题：“BAG3是通过机械力激活的，但在缺乏这种刺激的情况下会发生什么？例如，生活在零重力环境中的宇航员或插管患者？”在这些情况下，缺乏机械刺激会导致快速的肌肉萎缩，Höhfeld部分归因于BAG3的非激活。他认为，设计用于激活BAG3的药物在这些情况下可能是有益的，这也是他的团队准备在国际空间站（ISS）进行实验的原因。因此，BAG3的研究可能为我们将来抵达火星提供帮助。
合作机构和获得的资金
参与此次研究的机构除了波恩大学外，还包括弗莱堡大学、德国运动大学、于利希研究中心、安特卫普大学和希尔德斯海姆大学。本研究的资金由德国研究基金会和德国宇航局共同资助，后者是德国宇航中心的一部分。
