Molekularne mechanizmy ćwiczeń przynoszą korzyści osobom z insulinoopornością

Identyfikacja molekularnych punktów regulacyjnych korzyści wynikających z ćwiczeń ma wysoki priorytet krajowy ze względu na możliwość opracowania ukierunkowanych nowych terapii przynoszących korzyści populacjom cierpiącym na problemy zdrowotne związane z brakiem aktywności, w tym cukrzycę typu 2 i stan przedcukrzycowy, charakteryzujący się opornością na insulinę (IR). IR występuje najczęściej w starszej populacji związanej z sarkopenią. Badacze proponują nową metaboliczną rolę regulacyjną PGC-1α4 (α4), genu hipertrofii, wzmocnionego ćwiczeniami oporowymi (RE). Na podstawie istotnych danych wstępnych badacze wysuwają hipotezę, że α4 we współpracy z PPARβ (Rβ) promuje glikolizę mięśniową i wrażliwość na insulinę (IS), a także zwiększa masę mięśniową i wydajność. Na podstawie nowych danych wstępnych zbadają również, czy poprzez deacetylację białek glikolitycznych RE zwiększa zdolność glikolityczną mięśni. Rβ zmniejsza również stres oksydacyjny, który nie tylko zwiększa IS, ale także przyczynia się do innych korzyści zdrowotnych. Nowe dane oparte na mRNA wskazują, że RE zmniejsza degradację białek, co zostanie zbadane w ramach obecnego wniosku. Badacze ustalą, czy 3-miesięczny trening RE zwiększa wrażliwość na insulinę oraz wydajność i masę mięśni u osób z IR poprzez szlaki zwiększonej glikolizy, deacetylacji białek glikolitycznych, zmniejszając degradację białek i wzmacniając syntezę oraz łagodząc stres oksydacyjny. Przebadają 48 osób IR 50-75 lat przed i po 3 miesiącach treningu oporowego 4 razy w tygodniu lub siedzącego trybu życia i porównają ich z szczupłymi osobami z IS. Pobiorą próbki biopsji mięśnia obszernego bocznego przed i po intensywnym wysiłku fizycznym oraz po mieszanym posiłku w celu zmierzenia markerów glikolizy, metabolitów energetycznych, syntazy glikogenu, zawartości glikogenu, α4, Rβ, białek sygnalizacyjnych insuliny i analizy proteomu. Zmierzą również markery stresu oksydacyjnego, w tym 8-OXO-dg (miara uszkodzenia DNA), uszkodzenia oksydacyjne białek i późniejszą degradację białek mięśniowych, która, jak przypuszczają, jest zmniejszana przez zwiększone działanie przeciwutleniające Rβ podczas treningu RE. Wykorzystają również znakowanie in vivo określonych białek mięśniowych z wykorzystaniem znaczników znakowanych stabilnymi izotopami, aby określić, czy hipertrofia mięśni indukowana α4 występuje nie tylko poprzez zmniejszenie degradacji, ale także poprzez zwiększenie syntezy białek kurczliwych. Badania te dostarczą niezbędnego mechanistycznego wyjaśnienia, w jaki sposób RE wzmacnia IS, glikolizę, zmniejsza stres oksydacyjny i promuje wydajność i masę mięśniową u osób IR, tym samym znacząco przyczyniając się do zdrowia i długości życia.