Mitocondriile, imunitatea și sportul: o nouă țintă pentru combaterea obezității legate de vârstă

Oamenii de știință de la Institutul Național al Inimii, Plămânilor și Sângelui din SUA (NHLBI, NIH) - Jin Ma, Annie Son, Yulim Son, Ping-Yuan Wang și Paul Hwang - au publicat o analiză în revistaTrends in Endocrinology & Metabolism, în care rezumă dovezile rolului cheie al semnalizării imune mitocondriale înnăscute în modul în care mușchiul scheletic se adaptează la exerciții fizice și dobândește rezistență metabolică la obezitate și îmbătrânire.

Problemă

În mod tradițional, răspunsul inflamator care urmează exercițiilor fizice a fost considerat un „efect secundar” al microleziunilor musculare. Însă tot mai multe dovezi sugerează că un răspuns imun controlat este important pentru reconstruirea programelor metabolice musculare - reduce depozitele de grăsime, îmbunătățește sensibilitatea la insulină și întărește rezistența celulară la stres.

Coloana vertebrală cGAS-STING-NF-κB

1. Scăderea CHCHD4 și TRIAP1

   • Prin exerciții fizice regulate, nivelurile a două proteine, CHCHD4 și TRIAP1, implicate în homeostazia mitocondrială, scad în mitocondriile mușchilor scheletici.

2. Activarea cGAS-STING

   • Deficiența acestor proteine duce la „scurgerea” ADN-ului mitocondrial în citosol, unde este recunoscut de senzorul cGAS (GMP-AMP sintază ciclică).

   • CGAS generează al doilea mesager cGAMP, care activează adaptorul STING de pe reticulul endoplasmatic.

3. Includerea căii NF-κB

   • Cascada kinazelor dependentă de STING declanșează factorul de transcripție NF-κB, care reglează expresia genelor responsabile de biogeneza mitocondrială, angiogeneză și protecția antioxidantă.

Efecte biologice

• Adaptarea la antrenament

  • Formarea de noi mitocondrii și rețea capilară este stimulată, iar capacitatea aerobă a mușchilor este îmbunătățită.

• Rezistență metabolică

  • Șoarecii mutanți cu haploinsuficiență CHCHD4 au fost protejați de obezitate la o vârstă înaintată, în ciuda unei diete hipercalorice.

• Reziliență celulară

  • Genele activate ale enzimelor antioxidante și chaperonelor (Hsp70, MnSOD) cresc rezistența la stresul oxidativ și termic.

Declarațiile autorilor

„Suntem primii care au reunit dovezi că senzorii mitocondriali ai imunității înnăscute nu mediază doar inflamația, ci determină adaptări metabolice cheie la exerciții fizice”, spune Jin Ma.

„Țintirea căii cGAS-STING în mușchi este o cale promițătoare pentru dezvoltarea unui «exercițiu molecular» care ar putea oferi unele dintre beneficiile exercițiilor fizice pacienților incapabili să facă efort fizic”, adaugă Paul Hwang.

Perspective de radiodifuziune

1. Mimetice de fitness: agoniștii STING cu molecule mici sau modificatorii CHCHD4/TRIAP1 pot imita efectele exercițiilor fizice.
2. Terapia bolilor metabolice. Stimularea acestei axe poate deveni o nouă strategie pentru obezitate, diabet zaharat de tip 2 și sarcopenie la vârstnici.
3. Recuperare îmbunătățită. Consolidarea rezilienței mitocondriale va accelera recuperarea după leziuni și intervenții chirurgicale.

Acest studiu evidențiază natura duală a mitocondriilor și a imunității înnăscute: pe lângă faptul că protejează împotriva agenților patogeni, acestea sunt centre de semnalizare care leagă activitatea fizică de sănătatea metabolică și rezistența la stres.