Meccanismi molecolari dei benefici dell'esercizio per le persone insulino-resistenti

L'identificazione dei punti regolatori molecolari dei benefici dell'esercizio fisico è di alta priorità nazionale a causa dell'opportunità di sviluppare nuove terapie mirate a beneficio delle popolazioni che soffrono di problemi di salute legati all'inattività, tra cui T2DM e pre-diabete, caratterizzati da insulino-resistenza (IR). L'IR è prevalente nella popolazione anziana associata a sarcopenia. I ricercatori propongono un nuovo ruolo regolatorio metabolico di PGC-1α4 (α4), un gene dell'ipertrofia, potenziato dall'esercizio di resistenza (RE). Sulla base di sostanziali dati preliminari, i ricercatori ipotizzano che α4, in collaborazione con PPARβ (Rβ), promuova la glicolisi muscolare e la sensibilità all'insulina (IS), oltre ad aumentare la massa muscolare e le prestazioni. Sulla base dei loro nuovi dati preliminari, studieranno anche se, mediante la deacetilazione delle proteine ​​glicolitiche, la RE migliora la capacità glicolitica muscolare. Rβ riduce anche lo stress ossidativo che non solo migliora l'IS, ma contribuisce anche ad altri benefici per la salute. Nuovi dati basati sull'mRNA indicano che RE riduce la degradazione proteica che sarà studiata nell'attuale proposta. I ricercatori determineranno se 3 mesi di allenamento RE migliorano la sensibilità all'insulina e le prestazioni muscolari e la massa nelle persone IR attraverso percorsi di glicolisi potenziata, deacetilazione delle proteine ​​​​glicolitiche che riducono la degradazione proteica e migliorano la sintesi e migliorano lo stress ossidativo. Studieranno 48 persone IR 50-75 anni prima e dopo 3 mesi di allenamento di resistenza 4 volte a settimana o vita sedentaria e le confronteranno con persone magre IS. Raccoglieranno campioni di biopsia del muscolo vasto laterale prima e dopo un periodo di esercizio acuto e dopo un pasto misto per misurare marcatori di glicolisi, metaboliti energetici, glicogeno sintasi, contenuto di glicogeno, α4, Rβ, proteine ​​​​di segnalazione dell'insulina e analisi del proteoma. Misureranno anche i marcatori dello stress ossidativo tra cui 8-OXO-dg (misura del danno al DNA), il danno ossidativo alle proteine ​​e la successiva degradazione delle proteine ​​muscolari, che ipotizzano sia ridotta dall'aumento dell'effetto antiossidante dell'Rβ con l'allenamento RE. Useranno anche l'etichettatura in vivo di specifiche proteine ​​muscolari utilizzando traccianti marcati con isotopi stabili per determinare se l'ipertrofia muscolare indotta da α4 si verifica non solo riducendo la degradazione ma anche migliorando la sintesi proteica contrattile. Questi studi forniranno la necessaria spiegazione meccanicistica su come l'IR aumenti l'IS, la glicolisi, riduca lo stress ossidativo e promuova le prestazioni muscolari e la massa nelle persone IR, contribuendo così in modo sostanziale alla salute e alla durata della vita.