当我们运动时,骨骼肌会收缩,同时释放出多种信号分子。这些分子会被送往全身各处,协调脂肪、肝脏等器官做出反应。其中,L-β-氨基异丁酸(L-BAIBA)是近年来受到关注的肌肉分泌因子之一。

过往研究已经知道,L-BAIBA会参与脂肪代谢过程,甚至有研究发现它能增强运动带来的燃脂效果。最近,利兹大学的研究团队进一步发现,L-BAIBA不只是运动的副产物,它本身就是肌肉适应运动所必需的信号分子。如果肌肉缺少生成L-BAIBA的能力,运动训练带来的耐力提升和肌肉重塑就会大打折扣。

除此之外,这项发表于《自然-通讯》上的研究还借助这一机制,进一步为对抗糖尿病提供了新启示。比如,2型糖尿病患者常会出现肌肉无力的症状,而提升L-BAIBA的水平或有望帮助增强肌肉功能,推动患者重获运动能力。

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实验中,研究人员尝试给小鼠的饮水中加入了适量的L-BAIBA,使其血浆浓度达到运动后的生理水平。实验共持续了6周时间,结果显示摄入了L-BAIBA的小鼠在跑轮上的表现更佳,例如跑的距离更长、速度更快。不过,小鼠每次参与运动的时长没有明显变化,这暗示着L-BAIBA并非让小鼠“更兴奋”,而是真正提高了运动能力。

进一步分析肌肉发现,L-BAIBA带来了类似运动训练的改变,小鼠的比目鱼肌、胫骨前肌等肌肉质量增加;耐力相关的肌纤维比例增多,肌纤维直径和数量增加;线粒体数量增多、呼吸功能增强。测试实验显示,L-BAIBA处理后的肌肉收缩力更强,也更抗疲劳。

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在人类肌肉细胞实验中,L-BAIBA同样展现出模拟“运动”收益的效应。例如,它促进成肌细胞增殖与分化,并上调脂肪酸氧化相关基因的表达。此外,肌肉细胞的耗氧量和ATP生成也有着明显增加。分析显示,L-BAIBA影响的基因表达变化与运动训练引起的高度重合,涉及肌生成、氧化磷酸化和脂肪酸代谢等关键通路。

更令人振奋的是,在小鼠模型中,L-BAIBA表现出了潜在的治疗作用。例如,研究人员先用高脂饮食喂养小鼠8周,诱导出典型的2型糖尿病相关骨骼肌病变。小鼠的运动能力下降、肌纤维减少、线粒体功能障碍和肌肉无力;而L-BAIBA干预不仅能改善葡萄糖耐量、减少内脏脂肪,还能恢复肌肉质量、肌纤维组成、线粒体呼吸和收缩功能,几乎“挽救”了疾病造成的肌肉损伤

通常情况下,2型糖尿病患者最常见的困扰之一,是肌肉无力和容易疲劳。这形成了一个恶性循环:肌肉越弱,越不想动;越不动,血糖控制越差。而L-BAIBA有望成为帮助患者增强肌肉,减轻疲劳,并打破这一循环。

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但L-BAIBA是如何实现模拟运动的效果的?研究者发现,它主要通过激活核受体PPARδ来发挥作用。PPARδ是调控肌肉氧化能力和跑步耐力的重要分子。当研究人员用拮抗剂或siRNA抑制PPARδ后,L-BAIBA诱导的效果都会被显著阻断。

此外,研究还发现,L-BAIBA的效应在不同年龄段小鼠中略有差异,年轻小鼠中甚至观察到肌纤维数量增加,而老年小鼠主要是纤维类型和线粒体的重塑,说明其作用机制可能随年龄变化。不过,研究人员也提示,新研究主要基于动物模型和细胞实验,L-BAIBA在人类中的安全性与有效性仍需临床试验来进一步验证。

参考资料:

[1] Daou, H.N., Watt, N.T., Gad, S.A. et al. The metabokine β-aminoisobutyric acid mediates exercise performance and skeletal muscle adaptation through a PGC1α-BAIBA-PPARδ axis. Nat Commun 17, 8090 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-76307-8

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