The effect of different training and supplement regimes on mitochondrial biogenesis.

Populärvetenskaplig sammanfattning

Mitokondrierna är musklernas kraftverk där större delen av de näringsämnen som vi får i oss via kosten (framförallt fett och kolhydrater) förbränns och alstrar energi. En stor mängd mitokondrier är därför avgörande för hur hårt och hur länge en muskel kan arbeta utan att bli trött. Man brukar säga att en vältränad muskel med mycket mitokondrier har en hög aerob förmåga och uthållighetskapacitet.

Även om det sedan lång tid är klarlagt att uthållighetsträning stimulerar tillväxten av mitokondrier så är det fortfarande oklart vilken typ av träning som är mest effektiv. En flitigt diskuterad frågeställning är därför om träningen bör fokuseras på kvalitet (hög intensitet under kort tid) eller kvantitet (låg/medelintensiv intensitet under lång tid).

En av anledningarna till att man inte har kommit längre inom detta område är begränsningar i den traditionella metodiken där förändringar i muskulaturen enbart har kunnat mätas på protein- och prestationsnivå. För att kunna detektera dessa förändringar krävs långa, tidskrävande studier som är mycket kostsamma och svårkontrollerade. Med nya molekylärbiologiska metoder finns det nu möjlighet att studera de initiala processerna som styr muskelns anpassning till träning. Genom att analysera avskriften av gener (mRNA)som reglerar tillväxten av mitokondrier kan man undersöka hur effektiv en viss typ av träning är efter endast ett träningspass.

Den viktigaste genen för mitokondriell tillväxt är PGC-1α. PGC-1α är en nyckelspelare som reglerar andra gener som behövs för att bygga fler och större mitokondrier. Djurstudier visar att genmanipulerade råttor som har en ökad mängd PGC-1α i sina muskler har ett mycket större antal mitokondrier samt är betydligt uthålligare än råttor med normala PGC-1α nivåer. Både i djur- och humanstudier har man dessutom kunnat påvisa att uthållighetsarbete ökar nivåerna av PGC-1α (både mRNA och protein). Andra viktiga gener som styr mitokondriell tillväxt och som regleras av PGC-1α är: peroxisome proliferator-activated receptor δ (PPARδ), mitochondrial transcription factor A (Tfam) och nuclear respiratory factors 1 and 2 (NRF-1 and 2).

Målsättning

Målet med projektet som ligger till grund för denna avhandling var att jämföra olika typer av träning för att undersöka vilken träningsform som är mest effektiv för att stimulera aktivering av PGC-1α-genen och därmed tillväxten av mitokondrier i human skelettmuskulatur.

Resultat och konklusion

Otränade försökspersoner som vid ett tillfälle fick cykla 90 min på en konstant belastning och vid ett annat tillfälle fick cykla 90 min i form av intervaller (dock samma totala arbete i båda fallen) hade en likvärdig aktivering av PGC-1α-genen. Detta tyder på att om träningen är långvarig och belastningen åtminstone är måttlig (> 60% av VO2max) så verkar uthållighetsträningens karaktär vara av liten betydelse för otränade personer, dvs. det spelar ingen roll om träningen utförs i form av intervaller eller på en konstant belastning. Orsaken till detta är troligen att en måttlig belastning räcker hos en otränad person för att ge maximalt stimuli till tillväxt av mitokondrier .

Däremot så verkar den mitokondriella tillväxten hos otränade försökspersoner kunna förstärkas då styrketräning läggs i direkt anslutning till ett uthållighetspass. Mängden PGC-1α mRNA var ca dubbelt så hög i lårmuskulaturen efter ett kombinerat uthållighet- och styrkearbete jämfört med ett renodlat uthållighetsarbete. Att träna styrka och kondition under ett och samma träningspass verkar således vara fördelaktigt för att förbättra uthålligheten hos otränade personer.

Resultaten i denna avhandling tyder dock på att tränade försökspersoner påverkas annorlunda än otränade. Åtta veckors kombinerad uthållighet och styrka medförde nämligen inte någon ökning av mängden mitokondrier eller prestationen hos cyklister jämfört med renodlad uthållighetsträning. Orsaken till denna skillnad skulle kunna vara att otränade personer initialt får en uthållighetseffekt av styrketräning på grund av deras låga träningsstatus. Cyklister däremot har redan en så pass tränad muskulatur att styrketräning inte ger någon ytterligare effekt på deras aeroba förmåga.

En träningsform som däremot verkar vara effektiv för vältränade är sprintintervaller. Elitcyklister fick en mycket kraftig aktivering av PGC-1α-genen efter ett sprintintervallpass (7 x 30 s). Ökningen var till och med lika stor som efter ett betydligt längre intervallpass (3 x 20 min) trots att det totala utförda arbetet var hela 17 gånger mindre. Detta skulle kunna bero på att denna mycket högintensiva träningsform stimulerar delar i muskulaturen som fortfarande har en viss anpassningspotential kvar och därmed kan påverkas relativt mycket av träningen.

Läs mer

Projektansvarig:
Kent Sahlin

Populärvetenskaplig sammanfattning

Mitokondrierna är musklernas kraftverk där större delen av de näringsämnen som vi får i oss via kosten (framförallt fett och kolhydrater) förbränns och alstrar energi. En stor mängd mitokondrier är därför avgörande för hur hårt och hur länge en muskel kan arbeta utan att bli trött. Man brukar säga att en vältränad muskel med mycket mitokondrier har en hög aerob förmåga och uthållighetskapacitet.

Även om det sedan lång tid är klarlagt att uthållighetsträning stimulerar tillväxten av mitokondrier så är det fortfarande oklart vilken typ av träning som är mest effektiv. En flitigt diskuterad frågeställning är därför om träningen bör fokuseras på kvalitet (hög intensitet under kort tid) eller kvantitet (låg/medelintensiv intensitet under lång tid).

En av anledningarna till att man inte har kommit längre inom detta område är begränsningar i den traditionella metodiken där förändringar i muskulaturen enbart har kunnat mätas på protein- och prestationsnivå. För att kunna detektera dessa förändringar krävs långa, tidskrävande studier som är mycket kostsamma och svårkontrollerade. Med nya molekylärbiologiska metoder finns det nu möjlighet att studera de initiala processerna som styr muskelns anpassning till träning. Genom att analysera avskriften av gener (mRNA)som reglerar tillväxten av mitokondrier kan man undersöka hur effektiv en viss typ av träning är efter endast ett träningspass.

Den viktigaste genen för mitokondriell tillväxt är PGC-1α. PGC-1α är en nyckelspelare som reglerar andra gener som behövs för att bygga fler och större mitokondrier. Djurstudier visar att genmanipulerade råttor som har en ökad mängd PGC-1α i sina muskler har ett mycket större antal mitokondrier samt är betydligt uthålligare än råttor med normala PGC-1α nivåer. Både i djur- och humanstudier har man dessutom kunnat påvisa att uthållighetsarbete ökar nivåerna av PGC-1α (både mRNA och protein). Andra viktiga gener som styr mitokondriell tillväxt och som regleras av PGC-1α är: peroxisome proliferator-activated receptor δ (PPARδ), mitochondrial transcription factor A (Tfam) och nuclear respiratory factors 1 and 2 (NRF-1 and 2).

Målsättning

Målet med projektet som ligger till grund för denna avhandling var att jämföra olika typer av träning för att undersöka vilken träningsform som är mest effektiv för att stimulera aktivering av PGC-1α-genen och därmed tillväxten av mitokondrier i human skelettmuskulatur.

Resultat och konklusion

Otränade försökspersoner som vid ett tillfälle fick cykla 90 min på en konstant belastning och vid ett annat tillfälle fick cykla 90 min i form av intervaller (dock samma totala arbete i båda fallen) hade en likvärdig aktivering av PGC-1α-genen. Detta tyder på att om träningen är långvarig och belastningen åtminstone är måttlig (> 60% av VO2max) så verkar uthållighetsträningens karaktär vara av liten betydelse för otränade personer, dvs. det spelar ingen roll om träningen utförs i form av intervaller eller på en konstant belastning. Orsaken till detta är troligen att en måttlig belastning räcker hos en otränad person för att ge maximalt stimuli till tillväxt av mitokondrier .

Däremot så verkar den mitokondriella tillväxten hos otränade försökspersoner kunna förstärkas då styrketräning läggs i direkt anslutning till ett uthållighetspass. Mängden PGC-1α mRNA var ca dubbelt så hög i lårmuskulaturen efter ett kombinerat uthållighet- och styrkearbete jämfört med ett renodlat uthållighetsarbete. Att träna styrka och kondition under ett och samma träningspass verkar således vara fördelaktigt för att förbättra uthålligheten hos otränade personer.

Resultaten i denna avhandling tyder dock på att tränade försökspersoner påverkas annorlunda än otränade. Åtta veckors kombinerad uthållighet och styrka medförde nämligen inte någon ökning av mängden mitokondrier eller prestationen hos cyklister jämfört med renodlad uthållighetsträning. Orsaken till denna skillnad skulle kunna vara att otränade personer initialt får en uthållighetseffekt av styrketräning på grund av deras låga träningsstatus. Cyklister däremot har redan en så pass tränad muskulatur att styrketräning inte ger någon ytterligare effekt på deras aeroba förmåga.

En träningsform som däremot verkar vara effektiv för vältränade är sprintintervaller. Elitcyklister fick en mycket kraftig aktivering av PGC-1α-genen efter ett sprintintervallpass (7 x 30 s). Ökningen var till och med lika stor som efter ett betydligt längre intervallpass (3 x 20 min) trots att det totala utförda arbetet var hela 17 gånger mindre. Detta skulle kunna bero på att denna mycket högintensiva träningsform stimulerar delar i muskulaturen som fortfarande har en viss anpassningspotential kvar och därmed kan påverkas relativt mycket av träningen.

Projektnummer:
FO2014-0031
Forskare:
Kent Sahlin
Lärosäte:
År:
2014
Nyckelord:

Feedback

All form av feedback är välkommen.

Var innehållet i artikeln det du sökte efter?
Skriv en kommentar
Ditt meddelande är skickat!