ACTLIFE: czy wystarczy aktywny tryb życia? (ACTLIFE)

Pierwszym celem tych projektów będzie identyfikacja bioaktywnych molekuł i mechanizmów funkcjonalnych, które są potencjalnymi kandydatami na korzyści zdrowotne wywołane wysiłkiem fizycznym poprzez szlaki biologiczne, które w dużej mierze różnią się od tych, na które ukierunkowane są zwykłe leki. W obliczu bardziej niezawodnych, ekologicznych i dostosowanych do indywidualnych potrzeb podejść do przeciwdziałania pandemicznemu problemowi siedzącego trybu życia w populacji osób starszych, drugim celem tego projektu będzie ocena skuteczności ekologicznej interwencji ruchowej (EEI) w porównaniu z tradycyjną interwencją ruchową ( TEI) u osób starszych prowadzących siedzący tryb życia.

Wprowadzenie: Pomimo tego, że nasze społeczeństwo rozwinęło kilka postępów w technologii i medycynie, ramy genetyczne człowieka są w dużej mierze dostosowane do wspierania wzorców aktywności fizycznej (PA) społeczeństw łowców-zbieraczy żyjących 2,5 miliona lat temu, dla których znajdowanie pożywienia było obowiązkowo związane z PA . Wydatek energetyczny łowców-zbieraczy (1500 kcal/dzień) jest podobny do 3h/dzień umiarkowanego do intensywnego PA (MVPA). Wręcz przeciwnie, ulepszenia technologiczne wpłynęły na dramatyczny spadek poziomu PA u ludzi: 1/3 dorosłych na całym świecie jest obecnie nieaktywna, a endemiczny trend braku aktywności zaczyna się we wczesnym okresie życia. Rzeczywiście, zachowania siedzące we współczesnych środowiskach otyłych wyzwalają dysfunkcje, które powodują choroby przewlekłe, a zjawisko to staje się poważnym problemem zdrowia publicznego. Co ciekawe, regularny PA ma głęboki wpływ na ekspresję potencjałów odporności człowieka, skutkując licznymi pozytywnymi adaptacjami i zmniejszonym ryzykiem chorób przewlekłych.

Ochronna rola ćwiczeń na czynniki ryzyka chorób sercowo-naczyniowych: Istnieją mocne dowody epidemiologiczne wskazujące, że regularna PA jest związana ze zmniejszoną częstością występowania chorób sercowo-naczyniowych (CVD), nadciśnienia tętniczego, udaru mózgu, zespołu metabolicznego i cukrzycy typu 2. Ponadto w populacji ogólnej zwykle obserwuje się zależność PA od dawki. Należy zauważyć, że trening fizyczny ma poprawiający wpływ na funkcję śródbłonka.

Efekt ćwiczeń podobny do pigułki: Pomimo, że w ciągu ostatnich 40 lat pandemiczny wzrost chorób sercowo-metabolicznych szedł równolegle z postępem medycyny, CVD pozostaje główną przyczyną zgonów na całym świecie. W tym skomplikowanym scenariuszu Wald i Law jako pierwsi opisali pigułkę złożoną do zapobiegania CVD, którą nazwali „pigułką wieloskładnikową”. Autorzy ci twierdzili, że CVD można zmniejszyć o 88%, a liczbę udarów o 80%, jeśli wszystkim osobom w wieku powyżej 55 lat podawano polipigułkę zawierającą statynę, małą dawkę aspiryny i kwas foliowy. To kontrowersyjne i prowokacyjne podejście do „medykalizowania” populacji nie jest możliwe i nieetyczne, ale korzyści podobne do pigułek wieloskładnikowych są osiągalne dzięki interwencji wolnej od narkotyków, regularnej PA. Warto wspomnieć, że identyfikacja cząsteczek bioaktywnych i mechanizmów biologicznych, które są kandydatami do wywoływania korzyści zdrowotnych wywołanych wysiłkiem fizycznym poprzez szlaki biologiczne, które w dużej mierze różnią się od tych, na które ukierunkowane są zwykłe leki, jest bardzo istotna, ponieważ może pomóc w poprawie naszej wiedzy patofizjologii chorób przewlekłych w populacji osób starszych prowadzących siedzący tryb życia, a także maksymalizacji skuteczności interwencji PA poprzez wdrożenie możliwie najlepszej dawki ćwiczeń, co skutkuje optymalnym poziomem cząsteczek „zdrowia” w krążeniu.

Polipigułka do ćwiczeń: Włókna mięśni szkieletowych mogą wytwarzać mnóstwo wydzielanych czynników, w tym białka, czynniki wzrostu, cytokiny, przy czym taka zdolność wydzielnicza wzrasta podczas aktywnych ćwiczeń, miogenezy i przebudowy mięśni. Cząsteczki pochodzenia mięśniowego, wywierające działanie parakrynne lub hormonalne, nazywane są „miokinami” i można je uznać za polipigułkę ćwiczeniową.

Ponieważ regularne ćwiczenia mają ochronny wpływ na choroby sercowo-naczyniowe i, co ciekawe, są bardziej ochronne niż oczekiwano na podstawie poprawy tradycyjnych czynników ryzyka (lipidy we krwi, nadciśnienie, cukrzyca), łatwo spekulować, że miokiny mogą pośredniczyć w dodatkowych pozytywnych efektach na celów, takich jak tkanka tłuszczowa lub wątroba.

Na przykład IL-6 jest prawdopodobnie prototypem miokiny, ponieważ jej poziom wzrasta wraz z intensywnością i czasem trwania ćwiczeń. Ogólnoustrojowe zapalenie o niskim poziomie jest główną cechą chorób sercowo-metabolicznych i może być osłabiane przez skumulowany efekt regularnych ćwiczeń, podczas których mięsień uwalnia IL-6, która tworzy zdrowe środowisko poprzez indukcję produkcji innych anty- cytokiny zapalne. Innym prototypem miokiny indukowanej skurczami jest IL-15, której wydzielanie stymulują ćwiczenia oporowe. Pochodząca z mięśni IL-15 jest jednym z mediatorów efektów ćwiczeń przeciw otyłości. W ostatnich badaniach zidentyfikowano nową miokinę indukowaną przez PGC-1, zwaną iryscyną. Iryscyna jest związana z poprawą wydolności tlenowej u pacjentów z sercem, masą mięśniową i czynnikami metabolicznymi u zdrowych osób oraz neurogenezą w modelach zwierzęcych. Wydzielane białko kwaśne i bogate w cysteinę (SPARC) to glikoproteina macierzysta, uwalniana do krwioobiegu przez mięśnie szkieletowe w odpowiedzi na ćwiczenia aerobowe, odgrywa kluczową rolę w różnicowaniu adipocytów i obrocie tkanki tłuszczowej.

Miostatyna jest silnym inhibitorem wzrostu mięśni, wytrzymałością lub ćwiczeniami oporowymi obniżającymi ekspresję miostatyny.

Inną klasą cząsteczek, które są potencjalnie regulowane w górę podczas regularnych ćwiczeń i mogą mieć dodatkowy wpływ na ochronne efekty regularnych ćwiczeń, są neurotrofiny. Wśród nich najbardziej wpływ ćwiczeń ma neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego (BDNF). Podwyższone poziomy BDNF są dobrze udokumentowane, zapewniając mechanistyczne wsparcie dla korzystnego wpływu ćwiczeń na funkcje poznawcze. Ponadto BDNF zwiększa fosforylację, zwiększając utlenianie kwasów tłuszczowych i wykorzystanie glukozy w mięśniach szkieletowych. Pojawia się ogólna cecha polegająca na tym, że podczas braku aktywności fizycznej tkanka tłuszczowa wydziela prozapalne cytokiny, które mogą prowadzić do rozwoju chorób metabolicznych i sercowo-naczyniowych, takich jak T2DM i miażdżyca tętnic (Iyer i in., 2010). Badanie miokin jako potencjalnych biomarkerów skuteczności ćwiczeń jest atrakcyjnym podejściem do opracowania lepszych protokołów fizycznych do zastosowania w populacji osób starszych.

Podejścia interwencyjne: Siedzący tryb życia u osób starszych jest silnie powiązany z dysfunkcjami ogólnoustrojowymi powodującymi choroby przewlekłe, a zjawisko to staje się poważnym problemem zdrowia publicznego. Co więcej, rozpoznany podobny do pigułki efekt ćwiczeń wymaga dalszych badań w celu zidentyfikowania mechanizmów biologicznych, które są kandydatami na korzyści zdrowotne wywołane ćwiczeniami. Ponadto konieczne jest zmaksymalizowanie skuteczności interwencji PA poprzez wdrożenie możliwie najlepszego dawkowania ćwiczeń. W tym skomplikowanym scenariuszu Owen i współpracownicy wyjaśniają w swoim artykule naukowym „Determinanty i interwencje związane z siedzącym trybem życia dorosłych” odpowiednie fazy strategii badań epidemiologii behawioralnej dotyczącej siedzącego trybu życia dzieci i dorosłych, podkreślając kilka mocnych dowodów istotnych dla interwencji i społeczeństwa inicjatywy zdrowotne.

Ekologiczna interwencja w ćwiczenia: Jednym z celów interwencji w zakresie zdrowia publicznego byłoby skrócenie całkowitego czasu siedzenia, a także zwiększenie liczby przerw w czasie siedzenia. Punktem wyjścia dla tej „Ekologicznej interwencji ruchowej” (EEI) byłoby ograniczenie czasu siedzenia do nie więcej niż 2 godzin dziennie oraz wstawanie i poruszanie się po 30 minutach ciągłego siedzenia. Zgodnie z kilkoma dowodami epidemiologicznymi zachęcano by do wykonywania czynności o niewielkiej intensywności w celu zastąpienia czasu siedzącego (np. wstawanie podczas rozmowy przez telefon, prasowanie podczas oglądania telewizji). Biorąc pod uwagę wskazówki dostarczane przez ekologiczne modele zachowań zdrowotnych, dowody dotyczące konkretnych konstruktów kierujących EEI można wyprowadzić z badań behawioralnych dotyczących aktywności fizycznej. Jednak potrzebne są dalsze badania, aby wyjaśnić wykonalność, akceptowalność i skuteczność EEI w populacjach młodych i dorosłych. W tej kwestii obiecujące wyniki zaobserwowano w badaniach ukierunkowanych na zwiększenie codziennego chodzenia. Co więcej, systematyczne oceny tych „naturalnych podejść” mogą być bardzo pouczające, zwłaszcza poprzez ocenę, czy zmiany w czasie siedzącego trybu życia faktycznie wynikają.