Каким образом физические упражнения улучшают метаболизм?

Исследования на мышах и c участием людей показывают, что интенсивные физические упражнения улучшают связь между скелетными мышцами и жировой тканью, повышая метаболизм и работоспособность. Открытие может способствовать разработке новых методов лечения метаболических заболеваний, связанных со старением и ожирением.

Исследователи из Бразилии установили, что аэробные упражнения вызывают выброс в кровоток сигнальных молекул, которые высвобождают больше энергии для использования мышцами.

Предыдущие исследования показали, что старение и ожирение нарушают производство этих сигнальных молекул, известных как микроРНК. Данный процесс повышает вероятность заболеваний обмена веществ, таких как сахарный диабет и дислипидемия.

Хорошая новость заключается в том, что упражнения могут помочь предотвратить эти состояния за счет увеличения выработки определенных микроРНК.

Программа упражнений на беговой дорожке

Марсело Мори (Marcelo Mori) и его коллеги из Института биологии Университета Кампинас (University of Campinas Institute of Biology), Бразилия, провели серию экспериментов с исследователями из Копенгагенского университета (University of Copenhagen), Дания, и Гарвардского университета (Harvard University), США.

Они начали с того, что поместили мышей на беговую дорожку на 60 мин в сутки в течение 8 нед. По мере того, как мыши становились более физически развитыми, исследователи повышали скорость и увеличивали наклон беговой дорожки.

В конце программы обучения исследователи выявили значительное увеличение производства белка под названием DICER в жировых клетках животных. Это увеличение коррелировало с уменьшением массы тела мышей и количества висцерального жира в их брюшной полости.

DICER — это фермент, который позволяет жировым клеткам, или адипоцитам, производить сигнальные молекулы микроРНК. Это, в свою очередь, делает доступным большее количество энергии для мышц.

Когда ученые повторили эксперимент с генетически модифицированными мышами, которые не могли производить DICER в своих жировых клетках, мыши не получили такой пользы от тренировочной программы. «Животные не теряли массу тела или висцеральный жир, и их общая физическая форма не улучшалась», — отметил М. Мори.

Жировые клетки генетически модифицированных мышей не могли снабжать их мышцы дополнительным метаболическим топливом, в котором они нуждались во время физических упражнений.

Тренировка высокой интенсивности

У добровольцев, которые прошли 6 нед интервальных тренировок высокой интенсивности, исследователи зафиксировали в среднем пятикратное увеличение количества DICER в их жировой ткани.

Упражнения повысили уровень DICER как у более молодых участников, средний возраст которых составлял 36 лет, так и у участников старшего возраста со средним возрастом 63 года. Однако между добровольцами отмечали значительные различия, что могло помочь объяснить, почему одни люди получают больше пользы от упражнений, чем другие.

Чтобы подтвердить, что жир и мышцы связаны через сигнальные молекулы в кровотоке, исследователи ввели сыворотку крови мыши, которая прошла программу упражнений, мыши, которая этого не делала. Эта инфузия сыворотки увеличивала продукцию DICER в жировой ткани реципиента.

«Это открытие дает основания предположить, что у людей, которые регулярно получают физическую нагрузку, в кровотоке есть одна или несколько молекул, которые непосредственно вызывают улучшение метаболизма в жировой ткани. Если мы сможем идентифицировать эти молекулы, мы сможем определить, связаны ли они также с другими преимуществами аэробных упражнений, такими как улучшение здоровья сердца. Более того, на каком-то этапе мы можем задуматься на тем, чтобы трансформировать эти знания в лекарство», — сообщает М. Мори.

Команда ученых уже сделала шаг в этом направлении, сузив поле деятельности до одной конкретной молекулы микроРНК, называемой miR-203-3p.

Исследователи показали, что когда мышцы израсходовали все свои запасы глюкозы во время длительных упражнений, miR-203-3p сигнализирует жировой ткани, что необходимо больше энергии. «Мы выявили, что эта метаболическая гибкость важна для хорошего здоровья, а также для повышения производительности», — подчеркнул М. Мори.

По материалам medicalnewstoday.com