Zbulimi i Universitetit Kobe të varianteve të reja të proteinës PGC-1⍺, të cilat janë më aktive gjatë stërvitjes dhe mund të rregullojnë djegien e yndyrës dhe metabolizmin e energjisë, sugjeron një përparim të mundshëm në trajtimin e obezitetit përmes rritjes së shpenzimeve të energjisë dhe jo thjesht reduktimit të marrjes së kalorive.
Gjetjet e reja nxjerrin në pah variantet “b” dhe “c” të PGC-1⍺ si çelësin për përmirësimin e djegies së yndyrës dhe metabolizmit të energjisë gjatë stërvitjes, duke ofruar rrugë të reja për trajtimin e obezitetit.
Disa njerëz humbin peshë më ngadalë se të tjerët pas stërvitjeve, dhe një ekip hulumtues i Universitetit Kobe gjeti një arsye. Ata studiuan se çfarë ndodh me minjtë që nuk mund të prodhojnë molekula sinjali që reagojnë në mënyrë specifike ndaj stërvitjes afatshkurtër dhe rregullojnë metabolizmin e energjisë në trup. Këta minj konsumojnë më pak oksigjen gjatë stërvitjeve, djegin më pak yndyrë dhe kështu janë më të ndjeshëm ndaj shtimit të peshës. Meqenëse ekipi e gjeti këtë lidhje edhe te njerëzit, njohuritë e reja të fituara për këtë mekanizëm mund të ofrojnë një rrugë për trajtimin e obezitetit.
Lidhja midis stërvitjes dhe djegies së yndyrës
Dihet mirë se ushtrimet çojnë në djegien e yndyrës. Por për disa njerëz, kjo është shumë më e vështirë se për të tjerët, duke hedhur dyshime nëse mekanizmi pas humbjes ose shtimit të peshës është aq i thjeshtë sa “kaloritë në minus kaloritë”. Studiuesit kanë identifikuar më parë një molekulë sinjali, një proteinë me emrin “PGC-1⍺”, që duket se lidh ushtrimin dhe efektet e tij. Megjithatë, nëse një sasi e shtuar e kësaj proteine çon në të vërtetë në këto efekte apo jo, nuk ka qenë përfundimtare, pasi disa eksperimente e sugjeruan atë, ndërsa të tjerët jo.
Kohët e fundit, endokrinologu i Universitetit Kobe Wataru Ogawa si dhe studiues të tjerë zbuluan se në fakt ekzistojnë disa versione të ndryshme të kësaj proteine. Ogawa shpjegon: “Këto versione të reja PGC-1α, të quajtura “b” dhe “c”, kanë pothuajse të njëjtin funksion si versioni konvencional “a”, por ato prodhohen në muskuj më shumë se dhjetëfish më shumë gjatë stërvitjes, ndërsa versioni a nuk tregon një rritje të tillë.” Prandaj ekipi i tij u përpoq të provonte idenë se janë versionet e sapo zbuluara, dhe jo ato të njohura më parë, që rregullojnë metabolizmin e energjisë gjatë stërvitjeve.
Versionet e ndryshme të molekulës së sinjalit PGC-1⍺ reagojnë ndaj stimujve të ndryshëm. Versioni standard (“a”) prodhohet në përgjigje të ushtrimeve afatgjatë, ndërsa versionet alternative (“b/c”) prodhohen në përgjigje të ushtrimeve afatshkurtra ose ekspozimit ndaj të ftohtit. Mungesa e këtyre versioneve e bën më të vështirë për individët e prekur t’i përgjigjen këtyre stimujve duke djegur yndyrën ose duke ndërtuar masë muskulore. Kredia: K. Nomura et al. Botuar nga Elsevier GmbH. DOI: 10.1016/j.molmet.2024.101968
Për ta bërë këtë, studiuesit krijuan minj të cilëve u mungojnë versionet b dhe c të molekulës së sinjalit PGC-1⍺ ndërsa ata ende kanë versionin standard dhe matën rritjen e muskujve të minjve, djegien e yndyrës dhe konsumin e oksigjenit gjatë pushimit dhe të shkurtër. stërvitje afatgjate si dhe afatgjatë. Ata gjithashtu rekrutuan subjekte testimi njerëzor me dhe pa diabet të tipit 2 dhe i dorëzuan në teste të ngjashme si minjtë, sepse insulinë-Njerëzit intolerantë dhe obezë dihet se kanë nivele të reduktuara të molekulës së sinjalit.
Implikimet biologjike të varianteve të proteinave
Ogawa dhe ekipi i tij publikuan rezultatet e tyre në revistë Metabolizmi molekular. Ata zbuluan se, ndërsa të gjitha versionet e molekulës së sinjalit shkaktojnë reaksione të ngjashme biologjike, nivelet e tyre të ndryshme të prodhimit kanë pasoja të gjera për shëndetin e organizmit. Mungesa e versioneve alternative b dhe c të PGC-1⍺ do të thotë që organizmi është në thelb i verbër ndaj aktivitetit afatshkurtër dhe nuk përshtatet me këto stimuj, me efektin që individë të tillë konsumojnë më pak oksigjen dhe djegin më pak yndyrë gjatë dhe pas. stërvitjet.
Tek njerëzit, ekipi hulumtues zbuloi se sa më shumë subjektet e testit të prodhonin versionet b dhe c të molekulës së sinjalit, aq më shumë konsumonin oksigjen dhe aq më pak përqindje yndyrë trupore kishin, te individët e shëndetshëm dhe ata me diabet të tipit 2. “Kështu, hipoteza se gjenet në muskujt skeletorë përcaktojnë ndjeshmërinë ndaj obezitetit ishte e saktë,” përmbledh Ogawa këto gjetje.
Megjithatë, ata zbuluan gjithashtu se stërvitja afatgjatë stimulon prodhimin e një versioni standard të PGC-1⍺, dhe minjtë që ushtroheshin rregullisht gjatë gjashtë javëve shfaqën një rritje të masës muskulore, pavarësisht nëse mund të prodhonin versionet alternative. të molekulës së sinjalit apo jo.
Endokrinologu i Universitetit të Kobe Wataru Ogawa zbuloi rolin fiziologjik të versioneve të ndryshme të një molekule sinjali që lidh stërvitjen dhe efektet e tij. Ata zbuluan se minjve të cilëve u mungon një version i sapo zbuluar i molekulës së sinjalit që prodhohet posaçërisht në përgjigje të ushtrimeve afatshkurtëra djegin më pak yndyrë sesa minjtë që kanë të dy versionet. Kredia: Wataru Ogawa
Efektet afatgjata dhe toleranca ndaj të ftohtit
Përveç prodhimit në muskuj, ekipi i Universitetit Kobe shikoi se si prodhimi i versioneve të ndryshme të PGC-1⍺ ndryshon në indet dhjamore dhe nuk gjeti asnjë efekt përkatës në përgjigje të ushtrimeve. Megjithatë, meqenëse edhe kafshët djegin yndyrë për të ruajtur temperaturën e trupit, studiuesit hetuan gjithashtu aftësinë e minjve për të toleruar të ftohtin.
Në të vërtetë, ata zbuluan se prodhimi i versioneve b dhe c të molekulës së sinjalit në indin dhjamor kafe rritet kur kafshët ekspozohen ndaj të ftohtit dhe se temperatura e trupit të individëve që nuk mund t’i prodhojnë këto versione ra ndjeshëm në këto kushte. Nga njëra anë, kjo mund të kontribuojë që këta individë të kenë më shumë yndyrë në trup, por nga ana tjetër, duket se nënkupton që versionet b dhe c të molekulës së sinjalit mund të jenë përgjegjës për përshtatjet metabolike ndaj stimujve afatshkurtra në përgjithësi. .
Trajtime të mundshme për obezitetin
Ogawa dhe ekipi i tij theksojnë se të kuptuarit e aktivitetit fiziologjik të versioneve të ndryshme të PGC-1⍺ mund të lejojë krijimin e qasjeve të trajtimit për obezitetin: “Kohët e fundit, ilaçet kundër obezitetit që shtypin oreksin janë zhvilluar dhe përshkruhen gjithnjë e më shumë në shumë vende përreth. Bota. Megjithatë, nuk ka ilaçe që trajtojnë obezitetin duke rritur shpenzimet e energjisë. Nëse mund të gjendet një substancë që rrit versionet b dhe c, kjo mund të çojë në zhvillimin e barnave që rrisin shpenzimin e energjisë gjatë stërvitjes ose edhe pa stërvitje. Droga të tilla mund të trajtojnë potencialisht obezitetin, pavarësisht nga kufizimet dietike.
Ekipi tani po kryen kërkime për të zbuluar më shumë rreth mekanizmave që çojnë në rritjen e prodhimit të versioneve b dhe c të molekulës së sinjalit gjatë stërvitjes.
Referenca: “Shprehja adaptive e gjenit e varianteve alternative të bashkimit të PGC-1α rregullon metabolizmin e energjisë në të gjithë trupin” nga Kazuhiro Nomura, Shinichi Kinoshita, Nao Mizusaki, Yoko Senga, Tsutomu Sasaki, Tadahiro Kitamura, Hiroshi Sakaue, Aki Emisookaroahi, Tetsuahia Matsuo, Hitoshi Okamura, Taku Amo, Alexander M. Wolf, Naomi Kamimura, Shigeo Ohta, Tomoo Itoh, Yoshitake Hayashi, Hiroshi Kiyonari, Anna Krook, Juleen R. Zierath dhe Wataru Ogawa, 15 qershor 2024, Metabolizmi molekular.
DOI: 10.1016/j.molmet.2024.101968
Ky kërkim u financua nga Shoqata Japoneze për Promovimin e Shkencës (grantet 26461337, 16H01391 dhe 15H04848). Ai u krye në bashkëpunim me studiues nga Universiteti Tokushima, Instituti Karolinska, Universiteti i Kiotos, Universiteti Gunma, Akademia Kombëtare e Mbrojtjes, Shkolla Mjekësore Nippon, Qendra RIKEN për Kërkimet Dinamike të Biosistemit dhe Fondacioni Asahi Life.