Streszczenie: Nowe badanie ujawnia, że ​​niektóre białka mięśniowe aktywowane podczas ćwiczeń mogą zwiększać chęć pozostania aktywnym, co rzuca światło na szlak sygnałowy mięśnie-mózg.

Badania sugerują, że ten mechanizm może odgrywać kluczową rolę w promowaniu regularnej aktywności fizycznej, szczególnie w leczeniu otyłości i chorób metabolicznych. Wyniki wskazują również na potencjał opracowywania ukierunkowanych terapii, aby zachęcić do ćwiczeń osoby mniej skłonne do tego.

Najważniejsze fakty

• Białka mięśniowe p38γ i p38α regulują chęć podejmowania aktywności fizycznej poprzez wysyłanie sygnałów do mózgu.
• Białko IL-15, indukowane przez p38γ, zwiększa spontaniczną aktywność fizyczną poprzez oddziaływanie na korę ruchową.
• Regularne ćwiczenia zwiększają aktywność p38γ, zwłaszcza u osób otyłych, co poprawia metabolizm i zmniejsza gromadzenie się tłuszczu.

Źródło: Hiszpańskie Narodowe Centrum Badań nad Rakiem

Ćwiczenia są zdrowe, ale nie zawsze atrakcyjne. Badania prowadzone przez Guadalupe Sabio z National Cancer Research Center (CNIO) mogą odkryć „przełącznik”, który aktywuje chęć ruchu, ponieważ pokazują, że podczas ćwiczeń mięsień aktywuje białka, które zachęcają do dalszej aktywności.

Artykuł został opublikowany w Postępy nauki.

„Odkryliśmy, w jaki sposób same mięśnie regulują zainteresowanie ćwiczeniami poprzez szlak sygnałowy między mięśniami a mózgiem, o którym nie wiedzieliśmy, a który jest jednym z czynników odpowiedzialnych — a musi być ich kilka — za to, że gdy ćwiczymy, odczuwamy potrzebę trenowania jeszcze więcej” — wyjaśnia Sabio, szef grupy ds. interakcji między organami w chorobach metabolicznych CNIO.

W artykule pokazano również, że białka produkowane przez mięśnie podczas ćwiczeń regulują się wzajemnie. Zapobiegają one w ten sposób ewentualnemu szkodzeniu organizmowi przez chęć ćwiczeń.

Wyniki opierają się na danych uzyskanych w modelach zwierzęcych, a także u ludzi (ochotników, którzy wykonywali kontrolowane ćwiczenia, oraz pacjentów z otyłością). Sugeruje to, że zidentyfikowana ścieżka sygnałowa „odgrywa kluczową rolę w regulacji aktywności fizycznej zarówno u myszy, jak i u ludzi” i „podkreśla potencjalne znaczenie terapeutyczne tej ścieżki w leczeniu otyłości i chorób metabolicznych”, piszą autorzy.

Pierwszymi współautorami badania są Leticia Herrera i Cintia Folgueira, badaczki z Narodowego Centrum Badań Sercowo-Naczyniowych (CNIC).

Trzy białka wpływające na chęć aktywności fizycznej

Grupa zaobserwowała, że ​​gdy mięśnie kurczą się wielokrotnie i intensywnie, z powodu ćwiczeń, aktywowane są ścieżki dwóch białek z tej samej rodziny: p38α i p38γ. Zainteresowanie aktywnością fizyczną jest większe lub mniejsze w zależności od tego, jak bardzo aktywowane jest każde z tych dwóch białek, jak pokazuje badanie.

Istnieje również trzecie zaangażowane białko: interleukina 15 (IL-15). Autorzy zaobserwowali, że aktywacja p38γ przez ćwiczenia indukuje produkcję IL-15 i że to białko ma bezpośredni wpływ na część kory mózgowej, która kontroluje ruch, korę ruchową.

Wzrost stężenia IL-15 we krwi działa jako sygnał dla mózgu nakazujący zwiększenie aktywności motorycznej, co sprawia, że ​​zwierzęta świadomie stają się bardziej aktywne.

„W tym badaniu ujawniliśmy, że indukowana ćwiczeniami aktywacja mięśniowego p38γ prowadzi do produkcji IL-15, co następnie wzmacnia spontaniczną aktywność fizyczną. Ponadto zaobserwowaliśmy obecność tej osi p38γ/IL-15 u ludzi po ćwiczeniach, podkreślając kliniczne znaczenie tej ścieżki sygnałowej w promowaniu zachowań związanych z ćwiczeniami w populacji” – mówią autorzy.

Efekt regularnego treningu

Gdy zwierzęta były zmuszane do regularnych ćwiczeń, aktywacja p38γ była również wyższa niż p38α. To prowadzi zespół badawczy do założenia, że ​​samo szkolenie podtrzymuje chęć do ćwiczeń.

U zwierząt karmionych dietą bogatą w tłuszcze oraz u zwierząt otyłych regularne ćwiczenia okazały się korzystne: poprawiły metabolizm i zmniejszyły tendencję do zachorowania na cukrzycę i gromadzenia się tłuszczu, zwłaszcza w wątrobie.

U ludzi

U ludzi zaobserwowano, że oba białka p38 są aktywowane w mięśniach, które były ćwiczone ze wzrastającą intensywnością. Wykryto również wzrost poziomu IL-15 we krwi, przy czym u pacjentów otyłych wartości były niższe.

Autorzy twierdzą, że ten związek z otyłością jest kluczowy, ponieważ ta choroba jest najczęstszą chorobą metaboliczną na świecie. Regularne ćwiczenia są uważane za skuteczną strategię zapobiegania otyłości i jej leczenia.

„Korelacja między aktywacją p38γ w mięśniach człowieka podczas intensywnego wysiłku i zwiększonym poziomem IL-15 we krwi podkreśla potencjalne znaczenie terapeutyczne tej ścieżki w leczeniu otyłości i chorób metabolicznych” – piszą autorzy w swoim artykule.

Biomarker chęci do trenowania

Jednym z kolejnych kroków Sabio będzie potwierdzenie, że IL-15 jest rzeczywiście markerem krwi wskazującym na chęć ćwiczeń. Gdy to zostanie udowodnione, „będziesz w stanie zbadać, czy różne rodzaje ćwiczeń (ciężary, bieganie, CrossFit…) stymulują tę oś w różny sposób, a także czy ma taki sam wpływ na osoby otyłe i nieotyłe. Może to pomóc trenerom i trenerom personalnym w bardziej efektywnym projektowaniu programów”.

Dodaje, że „moglibyśmy nawet pomyśleć o stworzeniu leku IL-15 dla osób, które bardziej potrzebują pozytywnych efektów ćwiczeń fizycznych i są mniej skłonne je wykonywać lub je utrzymywać. Na przykład dla osób z otyłością”.

Guadalupe Sabio planuje już wykorzystanie tego modelu, aby spróbować lepiej określić związek między ćwiczeniami, długowiecznością i rakiem oraz odkryć mechanizmy, które go regulują.

O tej wiadomości na temat badań nad genetyką i ćwiczeniami

Autor: Guadalupe Sabio
Źródło: Hiszpańskie Narodowe Centrum Badań nad Rakiem
Kontakt: Guadalupe Sabio – Hiszpańskie Narodowe Centrum Badań nad Rakiem
Obraz: Zdjęcie jest autorstwa Neuroscience News

Badania oryginalne: Otwarty dostęp.
„Przebudowa sygnalizacji p38 w mięśniach kontroluje aktywność lokomotoryczną poprzez IL-15” autorstwa Guadalupe Sabio i in. Postępy nauki

Abstrakcyjny

Przebudowa sygnalizacji p38 w mięśniach kontroluje aktywność lokomotoryczną za pośrednictwem IL-15

Mięśnie szkieletowe zyskały uznanie jako narząd dokrewny uwalniający miokiny podczas skurczu podczas wysiłku fizycznego.

Miokiny te wywierają zarówno miejscowe, jak i plejotropowe korzyści zdrowotne, podkreślając kluczową rolę funkcji mięśni w zwalczaniu otyłości i przyczyniając się do ogólnego pozytywnego wpływu ćwiczeń fizycznych na zdrowie.

W tym badaniu odkryliśmy, że ćwiczenia fizyczne aktywują białko p38γ w mięśniach, zwiększając aktywność lokomotoryczną poprzez wydzielanie interleukiny-15 (IL-15). IL-15 wysyła sygnały do ​​kory ruchowej, stymulując aktywność lokomotoryczną.

Aktywacja mięśniowego p38γ, prowadząca do zwiększenia aktywności lokomotorycznej, odgrywa kluczową rolę w obniżeniu ryzyka cukrzycy i stłuszczenia wątroby, ujawniając istotną ścieżkę komunikacji między mięśniami a mózgiem, która ma głębokie implikacje kliniczne.

Zależność między aktywacją p38γ w mięśniach człowieka podczas intensywnego wysiłku i zwiększonym poziomem IL-15 we krwi podkreśla potencjalne znaczenie terapeutyczne tej ścieżki w leczeniu otyłości i chorób metabolicznych.

Wyniki te dostarczają cennych informacji na temat molekularnych podstaw reakcji miokiny wywołanej wysiłkiem fizycznym, która sprzyja aktywności fizycznej.