Ćwiczenia podczas odchudzania pomagają utrzymać młodość mięśni – wynika z badania.

Kiedy chudniemy, nie pozbywamy się wyłącznie tkanki tłuszczowej - tracimy także mięśnie.

To kłopot z wielu powodów, bo mięśnie szkieletowe są czymś znacznie więcej niż „materiałem” pozwalającym nam się poruszać. Mają kluczowe znaczenie dla zdrowia metabolicznego, wpływają na regulację poziomu cukru we krwi i są ważnym elementem zdrowego starzenia się.

Ubytek masy mięśniowej wiąże się z gorszą mobilnością, większym ryzykiem urazów, a także - jak się uważa - może utrudniać długoterminowe utrzymanie efektów redukcji masy ciała.

Znaczenie tego problemu rośnie, ponieważ miliony osób sięgają dziś po leki na odchudzanie takie jak Wegovy i Ozempic. W tej sytuacji zrozumienie, jaki wpływ może mieć utrata mięśni na zdrowie, staje się szczególnie istotne.

Jednocześnie spadek masy mięśniowej jest dużym wyzwaniem także dla sportowców. W wielu dyscyplinach zachęca się do utrzymywania niskiej masy ciała, przy jednoczesnym utrzymaniu wymagających obciążeń treningowych i wysokiej mocy. W praktyce deficyt energetyczny potrafi więc mocno obciążać organizm zawodnika - ale nie do końca wiadomo, jak bardzo wpływa na jego prawidłowe funkcjonowanie.

Mimo tych szerokich konsekwencji wciąż zaskakująco niewiele wiemy o tym, jak ludzki mięsień reaguje na poziomie molekularnym na połączenie ograniczenia kalorii i treningu. A zrozumienie, co dzieje się z mięśniami podczas ćwiczeń w warunkach deficytu kalorycznego, ma ogromne znaczenie.

Niedawno opublikowane badania, które przeprowadziłem wraz ze współpracownikami, wnoszą w tę kwestię nowe światło. Wykazaliśmy, że redukcja masy ciała połączona z ćwiczeniami aerobowymi może wcale nie być dla mięśni tak niekorzystna, jak często się zakłada - a wręcz może przynosić korzystne efekty.

Mięśnie szkieletowe, deficyt energetyczny i ćwiczenia aerobowe - co pokazuje dynamiczne profilowanie proteomiczne

Do badania zaprosiliśmy dziesięciu zdrowych, sprawnych, młodych mężczyzn. Każdy z nich przeszedł dwa ściśle kontrolowane, pięciodniowe protokoły eksperymentalne w laboratorium.

• W pierwszym okresie badawczym uczestnicy jedli tyle, aby utrzymać masę ciała (bilans energetyczny na poziomie podtrzymania).
• W drugim okresie dzienne spożycie energii zmniejszyliśmy aż o 78%, co oznaczało bardzo duży deficyt energetyczny.

W obu próbach uczestnicy wykonywali dokładnie zaplanowany trening: 90-minutową jazdę na rowerze o niskiej do umiarkowanej intensywności, trzy razy w trakcie każdego pięciodniowego okresu.

Przez cały czas oznaczaliśmy we krwi wskaźniki takie jak glukoza, ciała ketonowe, kwasy tłuszczowe oraz kluczowe hormony związane z oszczędzaniem energii. Chodziło o sprawdzenie, czy deficyt energetyczny wpływa na organizm - i jeśli tak, to w jakim stopniu.

Pobraliśmy również biopsje mięśni przed i po każdym okresie testowym. Następnie, korzystając z zaawansowanej metody o nazwie dynamiczne profilowanie proteomiczne, przeanalizowaliśmy wytwarzanie i ilość setek białek w mięśniach. Dzięki temu mogliśmy bardzo szczegółowo opisać, jak mięśnie adaptują się do nagłego i znacznego ograniczenia kalorii - nawet wtedy, gdy wymagania treningowe pozostają wysokie.

W ciągu pięciu dni przy deficycie energetycznym uczestnicy stracili około 3 kg. Jednocześnie wyraźnie spadły poziomy hormonów takich jak leptyna, T3 oraz IGF-1 - czyli klasyczne sygnały, że organizm przechodzi w tryb oszczędzania energii.

Jednak w samych mięśniach obserwowaliśmy coś bardziej zaskakującego.

Zmiany w tkance mięśniowej

Tkanka mięśniowa zareagowała na połączenie treningu i ograniczenia kalorii silnie - i co ważne, reakcja ta była zaskakująco korzystna.

Po pierwsze, zaobserwowaliśmy wzrost ilości białek mitochondrialnych w mięśniach, a jednocześnie te białka były wytwarzane szybciej.

Mitochondria to „elektrownie” komórki: przekształcają tłuszcze i węglowodany w energię, którą organizm może wykorzystać. Większa zawartość białek mitochondrialnych i szybsze tempo ich syntezy to cechy charakterystyczne dla bardziej sprawnych, wydajnych i „zdrowszych” mięśni.

Po drugie, stwierdziliśmy wyraźny spadek ilości oraz produkcji kolagenu i białek powiązanych z kolagenem.

Kolagen jest bardzo powszechnym białkiem odpowiadającym m.in. za strukturę i wytrzymałość mięśnia. Problem w tym, że z wiekiem kolagen ma tendencję do nadmiernego gromadzenia się, co sprzyja sztywności i pogorszeniu funkcji.

Łącznie te zmiany przypominają przesunięcie w kierunku profilu mięśnia, który pod względem metabolizmu wygląda „młodziej”.

Podobny typ odpowiedzi obserwowano wcześniej w długoterminowych badaniach nad ograniczeniem kalorii u małp. Jednak po raz pierwszy udało się go wykazać u ludzi.

Zdrowsze starzenie się i możliwe wyjaśnienie „paradoksu”

Na pierwszy rzut oka może to brzmieć jak paradoks: dlaczego organizm miałby „inwestować” energię w utrzymanie albo nawet poprawę jakości mięśni w czasie niedoboru?

Utrzymanie tkanki mięśniowej jest kosztowne, a sam ruch również wymaga dużo energii. Czy w warunkach braku „paliwa” ciało nie powinno raczej ograniczać aktywności mięśni, aby oszczędzać zasoby?

Możliwa odpowiedź kryje się w naszej historii ewolucyjnej. Ludzie kształtowali się jako łowcy-zbieracze, często doświadczający okresów niskiej dostępności pożywienia. W takich warunkach zdolność do ekonomicznego poruszania się - długiego marszu lub biegu, zbierania, tropienia czy polowania - decydowała o przetrwaniu. Organizm, który podczas głodu „wyłączałby” sprawność mięśni, miałby mniejsze szanse na przeżycie i rozmnażanie.

Dlatego obserwowana przez nas reakcja ochronna może odzwierciedlać głęboko zakorzenione adaptacje: mięśnie pozostają gotowe do działania nawet wtedy, gdy dostępna energia spada.

Co dalej i dla kogo to ważne

Nasze badanie obejmowało niewielką grupę młodych mężczyzn, którzy celowo przez krótki czas stosowali skrajnie duży deficyt energetyczny. Z tego powodu nie można automatycznie zakładać identycznych reakcji u kobiet, osób starszych ani u osób z otyłością lub przewlekłymi schorzeniami.

Kolejne badania powinny: - porównać redukcję masy ciała z ćwiczeniami i bez ćwiczeń, - sprawdzić mniej ekstremalne deficyty kaloryczne, - włączyć kobiety i osoby starsze, - oraz ocenić, jak te zmiany molekularne przekładają się na realną sprawność fizyczną.

Mimo tych ograniczeń wyniki wzmacniają tezę, że aktywność fizyczna w trakcie odchudzania może chronić jakość mięśni - a nawet poprawiać cechy powiązane ze zdrowszym starzeniem się.

Wnioski są istotne dla wielu grup. Osoby stosujące leki na odchudzanie (np. Wegovy i Ozempic) lub próbujące schudnąć mogą zyskać na dobrze zaplanowanym treningu, który pomoże utrzymać jakość tkanki mięśniowej. Osoby starsze, szczególnie podatne na utratę mięśni, mogą skorzystać w sposób szczególny z ćwiczeń podczas redukcji masy ciała. Z kolei sportowcy powinni podchodzić do deficytu energetycznego ostrożnie, ale jednocześnie pamiętać, że mięśnie wciąż potrafią adaptować się do bodźca treningowego.

Warto dodać jeszcze jedną praktyczną perspektywę: w realnych programach redukcyjnych znaczenie ma nie tylko to, czy ćwiczymy, lecz także jak. W naszym badaniu zastosowano ćwiczenia aerobowe, natomiast w codziennej praktyce często łączy się je z treningiem siłowym i odpowiednią podażą białka. Takie podejście bywa wykorzystywane po to, by dodatkowo wspierać utrzymanie masy mięśniowej oraz sprawność w trakcie chudnięcia.

Jednocześnie skrajne cięcia kalorii - podobne do tych z protokołu badania - nie są rozwiązaniem „dla każdego” i nie powinny być wdrażane bez refleksji. U części osób (zwłaszcza z chorobami przewlekłymi) duży deficyt energetyczny może zwiększać ryzyko pogorszenia samopoczucia, spadku wydolności czy trudności w regeneracji. Dlatego w praktyce warto dążyć do planu, który da się utrzymać, a w razie wątpliwości skonsultować go ze specjalistą.

Najważniejszy przekaz jest jednak jasny: ludzkie mięśnie są wyjątkowo odporne. Nawet przy silnym stresie, gdy duża część organizmu próbuje oszczędzać energię, tkanka mięśniowa potrafi reagować zdecydowanie - wzmacniając „maszynerię” produkcji energii i ograniczając procesy kojarzone z pogarszaniem funkcji wraz z wiekiem.

Innymi słowy: odchudzanie połączone z ćwiczeniami nie tylko pomaga chronić mięśnie - może też sprawiać, że pozostają one „młodsze”.

Jose L Areta, profesor nadzwyczajny metabolizmu wysiłkowego i żywienia, Liverpool John Moores University

Tekst przedrukowany z serwisu The Conversation na licencji CC.