Mușchiul ca organ endocrin

Cel mai mare organ al nostru este implicat în reglarea metabolismului, prin hormonii pe care îi produce, este un factor determinant important al sănătății cardiovasculare și cognitive. Cercetări recente au descoperit, de asemenea, primul hormon mitocondrial eliberat în timpul exercițiului.

Un hormon care acționează asupra țesutului muscular

Mitocondriile, pe lângă rolul lor frecvent cunoscut de metabolism energetic și apoptoză joacă un rol central în mai multe boli, precum de ex. în patogeneza diabetului, cancerului, neurodegenerării sau îmbătrânirii. Au aproape o mie de proteine de origine nucleară și au 13 proteine cu conținut scăzut de aminoacizi ale căror gene nu au fost transferate în nucleu. Prima peptidă de origine mitocondrială, cea de 24 de aminoacizi umanină, a fost descoperită în urmă cu 10 ani și a fost urmată de descoperirea altor 6 proteine ale căror gene, precum umanina, sunt codificate în unitatea mai mare (16S) a mitocondriilor. Aceste din urmă proteine, codificate de așa-numitul cadru de citire deschisă a moștenirii mitocondriale, au fost denumite peptide mici asemănătoare umaninei (SHLP). S-a demonstrat că peptidele umane și asemănătoare oamenilor protejează împotriva speciilor reactive de oxigen și ajută la prevenirea diabetului și a aterosclerozei prin efectele lor citoprotectoare, metaboloprotectoare (Peptide derivate mitocondriale noi și rolul lor în sănătate și boală).

Acum, gerontologul Pinchas Cohen și echipa sa, care au fost, de asemenea, implicați în descoperirea umaninei, au identificat o peptidă codificată de ADN-ul subunității mai mici (12S) a mitocondriei care s-a dovedit a fi un regulator esențial al metabolismului nostru. O peptidă numită MOTS-c (cadru mitocondrial de citire deschisă a celor douăsprezece S ARNr tip-c), atunci când este administrat în experimente la șoarece, activează producția de AMPK a mușchilor scheletici și previne dezvoltarea rezistenței la insulină și a obezității ca urmare a unei diete bogate în grăsimi, și inhibă, de asemenea, rezistența la insulină asociată cu îmbătrânirea. Cercetătorii au spus că 16-aminoacidul MOTS-c este singurul hormon cunoscut până în prezent care este produs în mitocondrii. MOTS-c protejează împotriva obezității și diabetului mimând efectele exercițiilor fizice și echilibrând metabolismul, astfel că se speră că va fi baza pentru un nou tratament în viitor.

Un studiu publicat în Metabolismul celular (peptida derivată mitocondrială MOTS-c promovează homeostazia metabolică și reduce rezistența la obezitate și insulină) subliniază faptul că mitocondriile sunt regulatori activi ai metabolismului prin peptide derivate mitocondriale (MDP) în genomul lor.

Alți cercetători indică potențialul efect antiproliferativ, anticancerigen al tratamentului MOTS-c, care rezultă și din efectul său asupra metabolismului.

O enzimă care mediază parțial efectele exercițiului

Ca rezultat al antrenamentului fizic regulat, țesutul muscular produce cantități în creștere dintr-o moleculă numită EcSOD (superoxid dismutază extracelulară), care s-a demonstrat în experimentele pe animale că este eficientă în tratarea bolilor cronice, de ex. pentru a preveni cardiomiopatia diabetică. Cercetătorii speră că într-o zi va fi posibilă și o enzimă care mediază parțial efectele exercițiilor fizice pentru a-i ajuta pe cei care nu sunt în măsură să se antreneze din anumite motive sau, în calitate de autor principal al unui studiu în circulație: insuficiență cardiacă, spune Zhen Yan, este în prezent lucrează pentru a dezvolta o tabletă care imită efectele exercițiilor fizice prin stimularea producției de EcSOD (Exprimarea îmbunătățită a mușchilor scheletici a EcSOD atenuează cardiomiopatia diabetică indusă de streptozotocină prin reducerea stresului oxidativ și a semnalizării celulare aberante).

Hormoni produși de mușchi

Prima miokină (o citokină și altă peptidă produsă în fibrele musculare și având activitate autocrină, paracrină și/sau endocrină) care a fost descoperită a fost miostatina (1997), prima moleculă recunoscută ca având un efect endocrin, adică pătrunderea în sânge datorită la contracția musculară.este Interleukina-6.

Numărul de miocine a fost demonstrat de studiile de secreție musculară ca fiind la fel de mare ca câteva sute (de exemplu, factorul de creștere a hepatocitelor, factorul de creștere a fibroblastelor, factorul de creștere asemănător insulinei) și începe să apară o paradigmă complet nouă, ceea ce explică, modul în care mușchiul scheletic comunică cu alte organe, cu țesut adipos, ficat, pancreas, oase, sistemul imunitar sau creier (Nature Reviews Endocrinology, Pedersen și Febbraio: Mușchii, exercițiile fizice și obezitatea: mușchiul scheletic ca organ secretor).

Apoi, în 2012, după cum a raportat MedicalOonline, s-a descoperit irisina (o miokină dependentă de PGC1-α care determină dezvoltarea grăsimii albe și a termogenezei asemănătoare cu grăsimile brune; Natura), un hormon despre care cercetătorii spun este cel mai responsabil pentru medierea efectelor pozitive ale exercițiului: irisina eliberată ca rezultat al antrenamentului fizic ajută la menținerea unei greutăți sănătoase, îmbunătățește procesele cognitive și încetinește îmbătrânirea. În ultimii 3 ani, mecanismul său de acțiune a fost, de asemenea, dezvăluit, cel puțin parțial.

Îmbătrânire

Exploratorul Irisin Bruce Spiegelman și colegii săi spun că o moleculă care stimulează metabolismul, care reprogramează celulele adipoase pentru furnizarea de energie, este un medicament candidat foarte promițător în tratamentul diabetului, obezității și cancerului. Căutând efecte cognitive, Spiegelman a descoperit în 2013 că irisina eliberată în timpul exercițiului crește producția de factor neurotrofic derivat din creier (BDNF), stimulând astfel formarea de noi neuroni și activând genele implicate în învățare și memorie.

Progresul în înțelegerea mecanismului efectului anti-îmbătrânire a fost realizat în 2014 când s-a dezvăluit că irisina crește lungimea telomerilor (Nivelurile plasmatice ale irisinei prezic lungimea telomerilor la adulții sănătoși; Vârstă). Cu toate acestea, se știe că telomerii scurți sunt asociați cu o serie de boli asociate cu îmbătrânirea, inclusiv tumori multiple, accident vascular cerebral, demență vasculară, boli cardiovasculare, obezitate, diabet și osteoporoză.

Potrivit lui Spiegelman și colab., Irisin depășește terapia acestor boli boli neurodegenerative, de ex. va fi util și în tratamentul bolii Parkinson. Cu toate acestea, alții avertizează și avertizează împotriva răbdării (semnalizarea miokinei Interleukin-6 în mușchiul scheletic: sabia cu două tăișe?): Nu știm încă dacă efectele pozitive ale unei miokine singure sau izolate.