MTOR چیست و چه نقشی در عضله سازی و بدنسازی دارد؟
شاید بارها در مقالات و منابع مختلف با واژه MTOR برخورد کرده باشید و برای‌تان سوال شده که MTOR چیست و به چه کاری می‌آید؟ در این مطلب از مجله علم ورزش، شما را هم با مبحث MTOR و هم اطلاعات مفید دیگری آشنا می‌کنیم. با سایت دانستنی های ورزشی همراه باشید.
پس زمینه
اشکال مختلف فعالیت از طریق مختلف بر حجم بازده پروتئین عضله تأثیر می‌گذارد. فعالیت‌های استقامتی با کاهش میزان سنتز پروتئین عضلات اسکلتی و افزایش نرخ تنزل پروتئین (عضله سوزی) بر حجم بازده پروتئین عضله‌های اسکلتی تأثیر می‌گذارد.
فعالیت استقامتی در مقایسه با سایر اشکال فعالیت کاملا منحصر به فرد است چرا که یک دوره فعالیت سنگین استقامتی علاوه بر افزایش نرخ تنزل پروتئین عضلات اسکلتی باعث افزایش سنتز پروتئین آنها نیز میشود. در هر دو مورد تأثیر کلی باعث توازن خالص منفی پروتئین است (تجزیه کلی). بنابراین فعالیت کوتاه مدت منجر به حالت کاتابولیک میشود. اما فعالیت طولانی مدت با حفظ حجم عضلات یا افزایش حجم آنها همراه است.
فعال ساز آنابولیکی آغازگر مسیر mTOR
نشان داده شده است برای اینکه تعادل پروتئین پس از تمرین مثبت شود، باید در رژیم غذایی، پروتئین و به طور خاص آمینو اسید لوسین, مصرف شود. سنتز (ساخت) پروتئین اصطلاحی است که ممکن است هنگام خواندن مطالب مربوط به عضله سازی، زیاد به چشمتان بخورد. اما معنی این اصطلاح به چه معنی است؟ کاملاً ساده است، این اصطلاح برای سنتز پروتئین‌های جدید در عضلات اسکلتی است.
هنگامی که این اتفاق در مقیاس بزرگ رخ دهد، از آن به عنوان هیپرتروفی (رشد) عضله اسکلتی یاد میشود، این فرایندی است که در آن عضلات ما بزرگتر می‌شوند. تمرکز این مقاله این است که چگونه آمینو اسیدهای رژیم غذایی، به ویژه آمینو اسید لوسین، پروتئین موجود در عضلات اسکلتی را بعد از فعالیت تنظیم می‌کنند.
MTOR چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟
mTOR مخفف Rapamycin Mammalian Target است، یکی از تنظیم کننده‌های پروتئین بدن، حسگرهای انرژی و حسگرهای مغذی موجود در اسیدهای آمینه، به ویژه لوسین است. mTOR هنگامی که سطح ATP (آدنوزین تری فسفات) زیاد است، فعال میشود و هنگامی که سطح ATP کاهش می‌یابد، مسدود میشود. فعال سازی mTOR برای هایپرتروفی عضلات اسکلتی بسیار حیاتی است.
خب، ابتدا باید درباره مسیر فعال شدن لوسین اطلاعات بیشتری کسب کنیم. نشان داده شده است که لوسین یک مجموعه بزرگ در مسیر آنابولیک به نام mTOR را فعال می کند. از mTOR به عنوان حسگر اسید آمینه سلول‌ها استفاده میشود. mTOR نسبت به غلظت لوسین حساس است.
لوسین یکی از سه اسید آمینه شاخه دار (BCAAs) است و از نظر توانایی تحریک سنتز پروتئین عضله‌های اسکلتی بی نظیر است. در حقیقت لوسین تقریباً ۱۰ برابر بیشتر از سایر اسیدهای آمینه در سنتز پروتئین موثر است!
کاهش غلظت لوسین به سیگنال mTOR مبنی بر وجود پروتئین کافی در رژیم غذایی برای سنتز پروتئین جدید در عضلات اسکلتی بستگی دارد و این پیغام آن را غیرفعال می‌کند. با افزایش غلظت لوسین، به mTOR پیغام داده میشود که رژیم غذایی پروتئین کافی برای سنتز پروتئین جدید عضله‌های اسکلتی دارا می‌باشد و mTOR فعال میشود.
نشان داده شده است که برای اینکه تعادل پروتئین پس از تمرین مثبت شود، باید در رژیم غذایی حاوی پروتئین، به طور خاص آمینو اسید لوسین مصرف شود و تعادل پروتئینی تا زمانی که لوسین مصرف میشود منفی باقی خواهد ماند.
فعالیت MTOR
گرچه محققان دقیقاً مطمئن نیستند که لوسین چگونه mTOR را فعال می‌کند، نشان داده شده است که mTOR نسبت به غلظت لوسین و سطح ATP حساس است (کاهش سطح ATP همچنین می‌تواند باعث فعال شدن mTOR شود). فعال سازی mTOR به شدت با افزایش سنتز پروتئین همراه است.
mTOR سنتز پروتئین را از طریق دو مکانیسم متفاوت افزایش می‌دهد
پروتئین اتصال دهنده فسفریله به نام 4E-BP1 وجود دارد که آن را غیرفعال می‌کند. هنگام فعال بودن، 4E-BP1 پروتئین اتصال دهنده‌ای به نام eIF4E (عامل آغازگر) مانع از اتصال به پروتئین دیگری به نام eIF4G میشود و مجموعه ی eIF4E * eIF4G را تشکیل می‌دهد. شکل گیری این مجموعه به منظور پیشرفت سنتز پروتئین بسیار مهم است. بنابراین به طور خلاصه، mTOR اجازه می‌دهد تا سنتز پروتئین با غیرفعال کردن 4E-BP1 پیش برود، بنابراین اجازه می‌دهد مجموعه eIF4E * eIF4G شکل بگیرد که برای سنتز پروتئین بسیار مهم است.
مکانیزم ۲
mTOR پروتئین ریبوزومی S6 با نام rpS6 یا p70 S6 را فعال می‌کند. rpS6 سنتز اجزای مسیر ساخت پروتئین را افزایش می‌دهد. بنابراین mTOR نه تنها سنتز پروتئین را افزایش می‌دهد، بلکه ظرفیت سنتز را نیز افزایش می‌دهد.
یک مقایسه مناسب برای کمک به درک این امر می‌تواند ساخت یک آسمان خراش جدید به دست یک پیمانکار باشد. شرکت پیمانکاری mTOR است، آسمان خراش پروتئینی است که شما در تلاشید تا آن را بسازید ماشین آلات (بولدوزر، جرثقیل و غیره) که برای ساخت ساختمان استفاده می‌کنید اجزای مسیر سنتز پروتئین هستند و لوسین وجهی است که برای ساخت پروژه لازم است.
هنگامی که پول کافی وجود داشته باشد (افزایش غلظت لوسین) شرکت پیمانکاری نه تنها می‌تواند ساخت آسمان خراش (سنتز پروتئین عضله) را شروع کند، بلکه می‌توانند ماشین‌های بیشتری (افزایش اجزای مصنوعی) را نیز خریداری کنند تا ظرفیت و سرعت بیشتری براس ساخت آسمان خراش تامین کند (پروتئین عضله در حال سنتز است). لوسین همچنین با افزایش فسفوریلاسیون eIF4G.9 موجب دسترسی بیشتر مجموعه eIF4E * eIF4G میشود و درنهایت باعث افزایش سنتز پروتئین نیز میشود.
شرایط LAYMAN
حالا که اهمیت علم مد نظر نیست، این چه چیزی را به ما می گوید؟ آیا مکمل‌هایی برای دریافت لوسین اضافی مفید هستند؟ یا آیا همان مقدار لوسینی که از طریق تغذیه دریافت میشود کافیست ؟ شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد مکمل لوسین حتی اگر در رژیم غذایی پروتئین کافی وجود داشته باشد، می‌تواند مفید واقع شود.
اخیراً محققان آزمایشی را انجام دادند كه در آن سوژه به مدت ۴۵ دقیقه تمرینات استقامتی را انجام می‌داد و سپس در رژیم او مکمل كربوهیدرات، كربوهیدرات به همراه پروتئین (تقریباً ۳۰ گرم) یا كربوهیدرات به علاوه پروتئین و لوسین قرار دادند.
آنها دریافتند که مکمل کربوهیدرات / پروتئین / لوسین نسبت به مکمل کربوهیدرات / پروتئین و تا حد بسیار بیشتری نسبت به مکمل‌های کربوهیدراتی، باعث کاهش تجزیه پروتئین و افزایش میزان بیشتری سنتز پروتئین عضلات اسکلتی میشود.
توضیح احتمالی این نتایج می‌تواند به دلیل افزایش سریع لوسین در پلاسما باشد که یک مکمل آمینو اسید لوسین در فرم آزاد می‌تواند به آن دست یابد. پروتئین‌های کامل مدت زمان زیادی را برای خروج از معده و روده کوچک و در نهایت ورود به گردش خون نیاز دارند. بنابراین سطح آنها در پلاسما به آرامی افزایش می‌یابد.
حتی در پروتئینی که به سرعت هضم میشود مانند پروتئین وی، ساعت‌ها طول می‌کشد تا لوسین موجود در در آن رها و وارد گردش خون شود. بنابراین غلظت لوسین در پلاسما هرگز به سطح بالایی نمی‌رسد. با این حال، یک مکمل که تنها دارای لوسین است به سرعت وارد گردش خون میشود و در نتیجه سطح لوسین پلاسما را افزایش می‌دهد و غلظت لوسین داخل سلول را نیز همچنین که در پی آن باعث فعالسازی مسیرهای آنابولیک فوق الذکر میشود.
نتیجه
در نتیجه مشخص است که لوسین با افزایش فعالیت mTOR و فسفوریلاسیون eIF4G سنتز پروتئین را افزایش می‌دهد. تحریک پروتئینی ناشی از لوسین به مراتب بیشتر از سایر اسیدهای آمینه دیگر است و نشان داده شده است که افزایش سنتز پروتئین در پاسخ به دوز نسبتاً کمی از لوسین در مقایسه با یک وعده غذایی کامل به طور مشابه اتفاق می‌افتد.
همچنین ثابت شده است که اضافه کردن لوسین به یک وعده غذایی غنی از پروتئین، میزان سنتز پروتئین عضلات اسکلتی را بیشتر می‌کند. اما این که آیا مصرف مکمل لوسینی در رژیم غذایی با پروتئین بالا به جهت افزایش هرچه بیشتر توده عضلانی، در طولانی مدت برای ورزشکاران و بدنسازان مفید است یا خیر، هنوز مشخص نشده است.