Cum remodelează exercițiile fizice pe termen lung peisajul endocrin interorganic

Oamenii de știință de la Consorțiul pentru Transductorii Moleculari ai Activității Fizice (MoTrPAC) au prezentat primul studiu multisistemic de acest fel care demonstrează modul în care exercițiile fizice regulate de anduranță modifică rețelele de semnalizare endocrine dintre țesuturi la nivel molecular. Lucrarea, condusă de Cheehoon Ahn și colegii săi, este publicată în revista Molecular Metabolism.

De ce este important acest lucru?

Activitatea fizică este cunoscută de mult timp ca un factor puternic în prevenirea bolilor cardiovasculare și metabolice. Cu toate acestea, majoritatea studiilor s-au concentrat doar pe modificările din mușchii scheletici sau din inimă. Autorii au mers mai departe, întrebându-se: ce țesuturi „trimit” semnale (exerkine) și cum coordonează acestea beneficiile exercițiilor fizice la nivelul întregului organism?

Design experimental

• Model și protocol: Șobolanii masculi au urmat un curs de 8 săptămâni de antrenament de anduranță pe bandă de alergare - de cinci ori pe zi, controlat în funcție de viteză și timp. Grupul de control a menținut un stil de viață sedentar.
• Analiză multisistemică: înainte și după intervenție, s-au efectuat analize transcriptomice (snRNA-seq) și proteomice (LC-MS/MS) detaliate a 16 țesuturi cheie: mușchi scheletici și cardiaci, ficat, rinichi, pancreas, diferite depozite de țesut adipos (subcutanat, visceral), precum și plămâni, splină și creier.
• Deducerea conexiunilor interorganice: algoritmii QENIE și GD-CAT au făcut posibilă calcularea intensității și direcției „literelor” endocrine dintre țesuturi pe baza nivelului proteinelor secretate și a receptorilor acestora.

Descoperiri cheie

1. Țesutul adipos subcutanat este principalul „poștaș”

   • După antrenament, grăsimea subcutanată a demonstrat cel mai mare număr și nivel de factori secretați direcționați către alte organe. Printre aceștia s-au numărat apotenine, factori de creștere și proteine care leagă colagenul.

2. Matricea extracelulară ca mediator universal

   • Genele și proteinele asociate cu sinteza și remodelarea matricei extracelulare (colagenii I/III, laminele, fibronectina) s-au dovedit a fi „mesageri” globali ai efectelor antrenamentului în toate țesuturile. Acest lucru indică importanța microstructurii țesutului conjunctiv în adaptarea la încărcări.

3. Molecule de semnalizare Wnt

   • S-a demonstrat că mai mulți membri ai familiei Wnt (Wnt5a, Wnt7b) acționează ca punți moleculare între mușchi, ficat și țesutul adipos, reglând posibil creșterea capilară și metabolismul glucozei.

4. Organele de reglementare a răspunsului

   • Pe lângă grăsime și mușchi, ficatul și inima au trimis în mod activ „scrisori” înapoi către mușchi și creier, formând bucle de feedback închise care sporesc metabolismul energetic și rezistența la stres.

Perspective practice

• Căutarea de noi biomarkeri. Proteinele mesagere secretate pot fi studiate ca indicatori ai eficacității antrenamentului sau semnale timpurii ale oboselii.
• Terapie prin „exerciții fără susținere de greutate”: Exercikinele identificate (de exemplu, liganzi Wnt specifici) pot sta la baza „pastilelor de exerciții” pentru pacienții sedentari.
• Personalizarea programelor de antrenament. Atlasul conexiunilor interorganice va ajuta la adaptarea intensității și duratei încărcării la reacțiile individuale ale țesuturilor.

Concluzie

Acest studiu evidențiază faptul că alergarea și alte exerciții de anduranță nu sunt doar o pompare musculară, ci și o puternică activare endocrină a practic tuturor organelor. Harta exerkinelor creată de MoTrPAC va deschide calea pentru noi strategii diagnostice și terapeutice care să ajute la maximizarea beneficiilor exercițiilor fizice.