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Il trattamento degenerante può essere invertito praticando l'esercizio aerobico regolare, manifestazioni studia

Il tessuto adiposo non è appena un bacino idrico semplice di energia per i periodi di penuria dell'alimento. Contribuisce significativamente al regolamento del metabolismo, scaricante le varie molecole nella circolazione sanguigna, compreso i microRNAs che modulano l'espressione dei geni chiave nelle parti differenti dell'organismo, compreso il fegato, il pancreas ed i muscoli.

La ricerca ha indicato che sia l'invecchiamento che l'obesità possono alterare la produzione di questi microRNAs regolatori dal tessuto adiposo e favorire lo sviluppo delle malattie quali il diabete e la dislipidemia.

Le buone notizie sono che questo trattamento degenerante può essere invertito praticando l'esercizio aerobico regolare, secondo uno studio pubblicato negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze (PNAS).

Gli esperimenti con i mouse e gli esseri umani hanno indicato che l'esercizio aerobico stimola l'espressione di un enzima chiamato DICER, che è essenziale al trattamento di questi microRNAs. , Quindi, abbiamo osservato un incremento della produzione di queste molecole regolarici dalle celle adipose, con parecchi vantaggi per il metabolismo.„

Marcelo Mori, il professor all'istituto di biologia, università di Campinas

Mori è uno dei ricercatori principali per il progetto, che è stato supportato da FAPESP (fondamenta di ricerca di São Paulo) ed è stato condotto in società con i gruppi all'università di Copenhaghen in Danimarca e di Harvard University negli Stati Uniti.

Gli esperimenti sono stati eseguiti durante la ricerca postdottorale di Bruna Brasile Brandão, precedentemente studente del PhD di Mori ed ora a funzionamento della facoltà di medicina di Harvard come ricercatore nel laboratorio del professor C. Ronald Kahn.

I risultati hanno mostrato l'avvenimento della comunicazione fra il muscolo ed il tessuto adiposo durante l'esercizio aerobico via le molecole di segnalazione secernute nella circolazione sanguigna. Questo scambio di informazioni rende il consumo di energia dalle celle adipose più efficiente, permettendo al metabolismo di adattarsi all'esercizio e migliorando la prestazione dei muscoli.

I mouse sono stati sottoposti ad un protocollo corrente della pedana mobile minuta 60 per otto settimane. Mentre sono diventato più adatti, la velocità e l'inclinazione della pedana mobile sono state aumentate.

All'estremità, oltre al miglioramento nella prestazione, gli scienziati hanno trovato un'elevazione significativa nei livelli del adipocyte di espressione di DICER, che è stata accompagnata da una riduzione in peso corporeo e grasso viscerale.

Quando hanno ripetuto l'esperimento con i mouse che geneticamente sono stati modificati per non esprimere DICER in celle adipose, i ricercatori hanno trovato che gli effetti benefici dell'esercizio aerobico erano ben più piccoli. “Gli animali non hanno perso il peso o il grasso viscerale e la loro forma fisica globale non è migliorato,„ Mori ha detto. “Egualmente abbiamo osservato che le celle adipose hanno utilizzato diversamente il substrato di energia in questi mouse del GM che in mouse selvaggi, lascianti meno glucosio disponibile per i muscoli.„

In esseri umani, sei settimane di addestramento ad alta intensità di intervallo (HIIT) erano sufficienti per rendere in media un aumento quintuplo nella quantità di DICER in tessuto adiposo. L'effetto è stato osservato in entrambi i più giovani volontari, è stato invecchiato circa 36 e più vecchio oggetto, invecchiato circa 63. La risposta ha variato considerevolmente fra le persone, tuttavia, con DICER che aumenta fino a 25 volte in alcuno e pochissimo in altri.

Meccanismo dettagliato

Il ruolo di DICER e di trattamento del microRNA in tessuto adiposo in primo luogo è stato descritto nel 2012 in un articolo pubblicato nel metabolismo delle cellule, segnalazione che uno studio piombo da Mori e da Khan in collaborazione con un gruppo internazionale di ricercatori.

Il main che trova qui era che l'espressione di DICER nel tessuto adiposo dei mouse in diminuzione come gli animali ha guadagnato il peso e che questa ha diminuito la loro durata della vita. Lo studio egualmente ha indicato che la restrizione calorica potrebbe invertire gli effetti deleteri dell'obesità.

In un altro studio, pubblicato nel 2016 nell'invecchiamento del giornale, in Mori e nel suo gruppo ha indicato che la restrizione calorica in mouse ha impedito il declino in relazione con l'invecchiamento nella produzione del microRNA dal tessuto adiposo e lo sviluppo del diabete di tipo 2. In uno studio ha riferito nel 2017 in natura, hanno provato che i microRNAs prodotti dal tessuto adiposo hanno entrato nella circolazione sanguigna ed hanno agito sui tessuti distanti, regolamentanti l'espressione genica.

“In questo ultimo studio abbiamo trovato che l'esercizio aerobico, come la restrizione calorica, può invertire il calo in grazie di produzione di espressione e del microRNA di DICER all'attivazione di un sensore metabolico molto importante, l'enzima AMPK [chinasi proteica monofosfato-attivata adenosina],„ Mori ha detto.

Il sensore è attivato, lui ha spiegato, quando la cella consuma il trifosfato di adenosina (adenosintrifosfato, la molecola che funge da substrato di energia per le celle) e crea un deficit di energia. Negli esperimenti con i mouse, i ricercatori hanno trovato che l'esercizio aerobico ha attivato AMPK in celle di muscolo e che questa espressione in qualche modo indotta di DICER in celle adipose.

“La conclusione ovvia è che l'effetto su espressione genica si presenta nella stessa cella in cui il deficit di energia si presenta, che è effettivamente il caso, ma qui il sensore egualmente è attivato in muscoli e gestisce la risposta che si presenta in tessuto adiposo,„ lui ha detto.

Per confermare la comunicazione fra i tessuti, gli scienziati hanno raccolto il siero di sangue da un animale preparato e lo hanno iniettato in un animale sedentario. Questo “trattamento„ ha aumentato l'espressione di DICER in tessuto adiposo. In un altro esperimento, hanno incubato i adipocytes coltivati con il siero dai mouse preparati ed hanno osservato lo stesso effetto.

“Questo che trova suggerisce che le persone formate abbiano una o più molecole in loro circolazione sanguigna che direttamente inducono un miglioramento metabolico in tessuto adiposo,„ Mori abbiano detto. “Se possiamo identificare queste molecole, possiamo studiare se egualmente inducono altri vantaggi dell'esercizio aerobico, quale il cardioprotection. Inoltre, possiamo pensare a convertire questa conoscenza in droga ad un certo momento.„

Per ottenere una comprensione ancor più dettagliata del meccanismo di regolamento metabolico, i ricercatori hanno analizzato tutte migliaia di microRNAs espressi nell'organismo dei mouse preparati e li hanno paragonati a quelli trovati in mouse sedentari.

“Abbiamo identificato una molecola chiamata miR-203-3p, di cui l'espressione aumenta con sia addestramento che la restrizione calorica,„ Mori abbiamo detto. “Abbiamo indicato che questo microRNA è responsabile della promozione dell'adeguamento metabolico nei adipocytes. Quando i muscoli esauriscono tutto il loro glicogeno durante l'esercizio prolungato, i segnali molecolari sono inviati al tessuto adiposo e miR-203-3p regola il metabolismo del adipocyte. Abbiamo trovato questa flessibilità metabolica essere essenziali al potenziamento della prestazione come pure di buona salute.„

Assente questa modulazione, consumo del adipocyte di glucosio durante l'esercizio aumenta, lasciando meno substrato di energia disponibile ai muscoli, lui ha aggiunto. Ciò può piombo all'ipoglicemia, una delle limitazioni principali della prestazione per gli atleti.

“In mouse del GM che non esprimono DICER in adipocytes, questa conversazione fra il tessuto adiposo e muscoli non accade. È un modello che imita l'invecchiamento e l'obesità. Così quando DICER diminuisce, la salubrità metabolica è povera ed i trattamenti degeneranti accelerano„ Mori hanno detto.

Source:
Journal reference:

Brandão, B. B., et al. (2020) Dynamic changes in DICER levels in adipose tissue control metabolic adaptations to exercise. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.2011243117.