Наш найбільший орган бере участь у регуляції обміну речовин, завдяки гормонам, які він виробляє, є важливою детермінантою серцево-судинного та когнітивного здоров’я. Недавні дослідження також виявили, що перший мітохондріальний гормон виділяється під час фізичних вправ.

ефекти фізичних

Гормон, який діє на м’язову тканину

Мітохондрії, крім загальновідомої ролі енергетичного обміну та апоптозу відіграють центральну роль при ряді захворювань, таких як напр. у патогенезі діабету, раку, нейродегенерації або старіння. Вони мають майже тисячу білків ядерного походження та 13 білків з низьким вмістом амінокислот, гени яких не перенесені в ядро. Перший пептид мітохондріального походження, 24 амінокислоти гуманін, був відкритий 10 років тому, після чого було відкрито ще 6 білків, гени яких, як і гуманін, кодуються у більшій одиниці (16S) мітохондрій. Останні білки, кодовані так званою відкритою рамкою зчитування мітохондріального спадку, називаються малими гуманіноподібними пептидами (SHLP). Показано, що людські та людиноподібні пептиди захищають від активних форм кисню та допомагають запобігати діабету та атеросклерозу завдяки своїм цитопротекторним, метаболопротекторним ефектам (нові пептиди, отримані з мітохондрій, та їх роль у здоров’ї та захворюваннях).

Тепер геронтолог Пінхас Коен та його команда, які також брали участь у відкритті гуманіну, виявили пептид, кодований ДНК меншої субодиниці (12S) мітохондрії, яка, як було доведено, є важливим регулятором нашого метаболізму. Пептид під назвою MOTS-c (мітохондріальна відкрита рамка зчитування дванадцяти S-рРНК типу-c) при введенні в експериментах на мишах активує вироблення AMPK скелетних м’язів і запобігає розвитку інсулінорезистентності та ожиріння в результаті дієти з високим вмістом жиру, і він також пригнічує інсулінорезистентність, пов'язану зі старінням. Дослідники заявили, що 16-амінокислота MOTS-c - єдиний відомий на сьогоднішній день гормон, який виробляється в мітохондріях. MOTS-c захищає від ожиріння та діабету, імітуючи ефекти фізичних вправ та збалансовуючи обмін речовин, тому сподіваємось, що це буде основою для нового лікування в майбутньому.

Дослідження, опубліковане в "Клітинний метаболізм" ("Пептид, виведений з мітохондрій" MOTS-c сприяє метаболічному гомеостазу та зменшує ожиріння та резистентність до інсуліну), підкреслює, що мітохондрії є активними регуляторами метаболізму через пептиди, отримані мітохондріями (MDP) у своїх геномах.

Інші дослідники вказують на потенційний антипроліферативний протипухлинний ефект лікування MOTS-c, який також є результатом його впливу на метаболізм.

Фермент, який частково опосередковує ефекти фізичних вправ

В результаті регулярних фізичних тренувань м’язова тканина виробляє все більшу кількість молекули, яка називається EcSOD (позаклітинна супероксиддисмутаза), що було доведено в експериментах на тваринах для ефективного лікування хронічних захворювань, наприклад для профілактики діабетичної кардіоміопатії. Дослідники сподіваються, що одного разу також буде можливо, що фермент, який частково опосередковує ефекти фізичних вправ, допоможе тим, хто не може тренуватися з якихось причин, або, як каже провідний автор дослідження у галузі кровообігу: серцева недостатність, Чжень Ян, в даний час працюють над розробкою таблетки, яка імітує ефекти фізичних вправ, стимулюючи вироблення EcSOD (Посилена експресія скелетних м’язів EcSOD пом’якшує діабетичну кардіоміопатію, спричинену стрептозотоцином, зменшуючи окислювальний стрес та аберрантну сигналізацію клітин).

Гормони, що виробляються м’язами

Першим виявленим міокіном (цитокіном та іншим пептидом, що виробляється в м’язових волокнах і має аутокринний, паракринний та/або ендокринний ефект), був міостатин (1997), перша молекула, яку визнали такою, що має ендокринну дію, тобто потрапляє в кров через до скорочення м’язів. це Інтерлейкін-6.

Дослідження секреції м’язів показали, що кількість міокінів сягає декількох сотень (наприклад, фактор росту гепатоцитів, фактор росту фібробластів, інсуліноподібний фактор росту), і починає з’являтися абсолютно нова парадигма, яка пояснює, як скелетний м’яз взаємодіє з іншими органами, з жировою тканиною, печінкою, підшлунковою залозою, кістками, імунною системою або головним мозком (Nature Reviews Endocrinology, Pedersen and Febbraio: М’язи, фізичне навантаження та ожиріння: скелетні м’язи як секреторний орган).

Потім, у 2012 році, як повідомляв MedicalOonline, був виявлений іризин (PGC1-α-залежний міокін, який обумовлює розвиток білого жиру та термогенез, подібний до коричневого жиру; Природа), гормон, про який говорять дослідники відповідає за опосередкування позитивних наслідків фізичних вправ: Іризин, що виділяється фізичними вправами, допомагає підтримувати здорову вагу, покращує когнітивні процеси та уповільнює старіння. За останні 3 роки його механізм дії також був розкритий, принаймні частково.

Старіння

Дослідник іризину Брюс Шпігельман та його колеги заявляють, що молекула, що сприяє метаболізму, яка перепрограмує жирові клітини для доставки енергії, є дуже перспективним кандидатом на лікування при цукровому діабеті, ожирінні та раку. Шукаючи когнітивних ефектів, Шпігельманс виявив у 2013 році, що іризин, що виділяється під час фізичних вправ, збільшує вироблення мозкового нейротрофічного фактора (BDNF), тим самим стимулюючи утворення нових нейронів та активуючи гени, що беруть участь у навчанні та пам'яті.

Прогрес у розумінні механізму антивікового ефекту був досягнутий у 2014 році, коли було виявлено, що іризин збільшує довжину теломер (Рівень іризину в плазмі передбачає довжину теломер у здорових дорослих; Вік). Однак, як відомо, короткі теломери пов'язані з низкою захворювань, пов'язаних зі старінням, включаючи множинні пухлини, інсульт, судинну деменцію, серцево-судинні захворювання, ожиріння, діабет та остеопороз.

На думку Шпігельмана та співавт., Ірисин поза терапією цих захворювань нейродегенеративні захворювання, напр. це також буде корисно при лікуванні хвороби Паркінсона. Однак інші попереджають і застерігають від терпіння (сигнал міокіну Інтерлейкін-6 у скелетних м’язах: двосічний меч?): Ми ще не знаємо, чи є позитивний ефект одного міокіну окремо чи окремо.