L'Étude élucide comment l'exercice d'aérobic protège le coeur en difficulté

L'Exercice physique régulier est considéré une forme importante de demande de règlement pour l'insuffisance cardiaque, une condition en laquelle le coeur ne peut pas pomper assez de sang pour répondre aux besoins du fuselage.

Les avantages de l'exercice s'échelonnent de la prévention du marasme - perte sévère de la masse de grammage et de muscle et contrôle de la tension artérielle à la fonction cardiaque améliorée, remettant un procédé dégénératif qui entraîne la mort cellulaire graduelle de coeur. Environ 70% de patientes d'insuffisance cardiaque meurent de la condition dans un délai de cinq ans.

Une étude par l'Université de São Paulo (USP) au Brésil, publié récent dans le tourillon Autophagy, aide à élucider une partie du mécanisme par lequel l'exercice d'aérobic protège le coeur en difficulté.

« Fondamentalement, nous avons découvert que la formation aérobie facilite le démontage des mitochondries dysfonctionnelles des cellules de coeur, » avons dit Julio Cesar Batista Ferreira, un professeur à l'Institut de la Science Biomédicale (ICB-USP) et à l'investigateur principal pour le projet qui a été supporté par la Fondation de Recherches de São Paulo (FAPESP)

Les Mitochondries sont les organelles responsable de fournir l'énergie aux cellules. « Le démontage des mitochondries dysfonctionnelles augmente l'alimentation en ATP [adénosine triphosphate, la molécule qui enregistre l'énergie pour la cellule] et réduit la production des molécules toxiques, telles que les radicaux en l'absence d'oxygène et les aldéhydes réactifs, un excès dont les dégâts la structure cellulaire, » il a ajouté.

Selon Ferreira, l'objectif à long terme de la recherche est de recenser les objectifs intracellulaires qui peuvent être modulés par des médicaments pour produire au moins certains des avantages cardiaques obtenus au moyen d'exercice matériel.

« Évidemment, nous ne visons pas à produire une pilule d'exercice, qui serait impossible parce que l'exercice agit à beaucoup de niveaux et dans tout l'organisme, mais il pourrait être faisable pour qu'un médicament imite ou maximiser la conséquence positive de l'activité matérielle sur le coeur, » Ferreira a indiqué.

L'enquête est effectuée en tant qu'élément du maître et de la recherche de PhD de Juliane Cruz Campos, avec les bourses de FAPESP et la supervision par Ferreira.

Dans une étude précédente, publiée dans PLOS UN, le groupe a prouvé par des expériences avec des rats que la formation aérobie remet en service le protéasome, un composé intracellulaire responsable de nettoyer des cellules des protéines abîmées.

Les résultats ont également prouvé que l'activité de protéasome au coeur d'un patient présentant l'insuffisance cardiaque diminue par plus de 50% et que, en conséquence, les protéines hautement réactives s'accumulent dans le cytoplasme, où elles agissent l'un sur l'autre avec d'autres structures et entraînent la mort cellulaire de coeur.

Dans l'article récent publié, qui a été décrit sur le panneau du tourillon, le groupe a prouvé que l'exercice réglemente également l'activité d'un autre mécanisme de nettoyage cellulaire, connue sous le nom d'autophagy, la découverte dont a abouti le scientifique Japonais Yoshinori Ohsumi à gagner le Prix 2016 Nobel en Médicament.

« Au lieu de dégrader a isolé des protéines, ce système produit une vésicule [autophagosome] autour des organelles dysfonctionnelles et les transports tout ce matériau immédiatement au lysosome, une sorte d'incinérateur, » Ferreira ont expliqué. « Le lysosome contient les enzymes qui détruisent des rebuts de cellules. Cependant, nous avons observé que le flux autophagic est interrompu au coeur d'un rat avec l'insuffisance cardiaque et qu'il y a un habillage des mitochondries dysfonctionnelles. »

Les mitochondries peuvent même se diviser pour isoler la partie abîmée et faciliter son démontage, il a ajouté. Les chercheurs pouvaient observer ceci en analysant l'activité des protéines liées au procédé de la division mitochondriale. Cependant, le système qui devrait transporter les anomalies au lysosome ne peut pas remplir la tâche.

Expériences

Le modèle expérimental de rat, qui était le même que dans le projet précédent, s'est composé attacher hors (ligaturant) d'une artère coronaire pour induire une crise cardiaque (infarctus du myocarde). Le Manque d'irrigation cardiaque de sang a entraîné la mort immédiate d'environ 30% de cellules de coeur. Après un mois, les animaux ont affiché des signes d'insuffisance cardiaque.

Quand les chercheurs ont analysé le tissu des coeurs des animaux sous un microscope électronique avec l'agrandissement de jusqu'à 3.000 fois, ils ont constaté que les cellules ont contenu de grandes batteries des mitochondries réduites en fragments par petit. Ceci n'a pas été observé dans le groupe de rats sains.

Ces mitochondries ont été mises dans un appareil qui a mesuré la consommation de l'oxygène et a par conséquent évalué le métabolisme mitochondrial. Le test a confirmé que la respiration mitochondriale ne fonctionnait pas correctement.

« Les images ont prouvé que les membranes essayaient de former autour de ces petites mitochondries, mais l'autophagosome pour les entourer complet, » Ferreira a indiqué. « Nous avons conclu qu'elles s'accumulaient parce que le système de démontage ne fonctionnait pas. Les rats ont été mis sur le tapis roulant, et les mitochondries dysfonctionnelles ont disparu. L'exercice a restauré le procédé de l'enlèvement cardiaque dysfonctionnel de mitochondries. Les avantages de l'exercice ont été supprimés quand nous avons bloqué autophagy pharmaceutiquement ou génétiquement. »

La Formation des animaux a commencé quatre semaines après induction de la crise cardiaque, d'ici là elles affichaient des signes d'insuffisance cardiaque. Ils ont été mis sur un tapis roulant fonctionnant à l'intensité modérée (60% de capacité maximale) pendant 60 mn une fois par jour, 5 jours par semaine, pendant huit semaines.

À la fin de cette période, les résultats étaient avec ceux des rats avec l'insuffisance cardiaque qui était demeurée sédentaire et un groupe témoin de rats sédentaires sans insuffisance cardiaque induite.

« Chez les rats malades qui sont restés sédentaires, fonction cardiaque est tombé de 30% pendant la période de huit semaines, attendu que dans le groupe qualifié, il a augmenté de 40% dans la condition de entraînement préalable, » Ferreira a indiqué. « Somme toute, pour cette raison, la différence entre ces deux groupes en termes de fonction cardiaque était 70%. »

Les coeurs des rats sédentaires avec l'insuffisance cardiaque étaient 18% plus grands en moyenne que ceux du groupe témoin, attendu que ceux des rats qualifiés étaient seulement 5% plus grands.

« L'exercice Matériel augmente la taille du coeur, mais cette augmentation est proportionnelle à l'amélioration dans la fonction cardiaque. La dilatation provoquée par l'insuffisance cardiaque associe à la perte de fonction cardiaque, » Ferreira a indiqué.

Les niveaux d'ATP chez les rats sédentaires avec l'insuffisance cardiaque étaient 50% inférieurs qu'au groupe témoin, mais chez les animaux qualifiés, ils étaient équivalents à ceux des coeurs sains.

« Ainsi nos résultats affichent que l'exercice évite non seulement mais renverse également les dégâts provoqués par l'insuffisance cardiaque, » Ferreira ont dit. « Notre hypothèse est que la formation matérielle module l'expression et/ou l'activité d'un ou plusieurs protéines principales concernées dans mitophagy, ou autophagy mitochondrial, restaurant de ce fait son activité. Nous essayons maintenant de confirmer cette hypothèse. »

Une Fois Que recensé, il a ajouté, ces gènes et les protéines encodées par eux pourraient être testées en tant qu'objectifs thérapeutiques.

Un modèle plus simple

Car Ferreira a expliqué, la découverte de l'incidence de chaque gène et protéine sur les adaptations cardiaques dérivant de l'activité matérielle dans les organismes aussi complexes que des mammifères serait une tâche énorme et probablement impossible. Pour Cette Raison, le Caenorhabditis elegans d'ascaride lombricoïde sert de modèle à la recherche actuelle du groupe.

« Bien Que cet ascaride lombricoïde est un organisme loin moins complexe, pas moins 90% de son génome est identique que notres pour quelques familles de protéines, » il a dit. « D'ailleurs, nous pouvons utiliser les outils existants tels que la génomique fonctionnelle pour l'estimation de grande puissance de la cotisation de chaque gène aux réponses adaptatives aux conditions défavorables. L'idée est de caractériser l'incidence fonctionnelle des gènes concernés dans la division mitochondriale et mitophagy sur les adaptations dérivant de l'exercice matériel. »

Le défi est maintenant de valider une méthodologie pour l'usage dans la formation d'exercice pour des vers de terre.

Source : http://agencia.fapesp.br/research_reveals_how_physical_exercise_protects_the_heart/25890/