: 30.08.2024
Найден молекулярный «контролер» мотивации двигательной активности
Все знают, что физические упражнения полезны для здоровья, но далеко не у всех есть желание ими заниматься. Что неслучайно: существует биологический механизм, который поддерживает баланс между потребностью в движении и возможностью нанести организму вред чрезмерной активностью. И, по-видимому, при болезнях обмена веществ этот механизм нарушается
На 2016 г. ожирением – распространенным нарушением обмена веществ – страдало более 650 млн взрослых людей, и их численность продолжает расти. Среди способов борьбы с этой «эпидемией» – регулярные физические упражнения. При этом, несмотря на их очевидную пользу, полного понимания механизмов этого явления нет.
Известно, что физическая активность сама по себе вызывает внутреннюю мотивацию к ее продолжению, и в этом процессе участвует так называемый сигнальный путь белка р38. Молекулы ферментных белков-киназ этого пути синтезируются в разных тканях, в том числе в скелетных мышцах. Эти и другие молекулы, которые мышцы выделяют во время нагрузки, назвали миокинами (и в этом смысле мышцы можно назвать своего рода эндокринным органом).
Известно, что сигнальный путь р38 меняет свою работу как при физических нагрузках, так и при ожирении, хотя имеющиеся данные об этих изменениях противоречивы.
Ученые из Испании предположили, что большую роль в этих процессах играют четыре члена белкового семейства р38 с разными функциями: альфа, бета, гамма и дельта. Чтобы проверить свои гипотезы, ученые провели несколько экспериментов на мышах, а также на людях – здоровых добровольцах и пациентах с ожирением, которые занимались физической активностью.
Данные, полученные на мышах и людях, оказались схожими, что говорит о высокой эволюционной консервативности этой системы. В скелетных мышцах мышей и людей во время физических нагрузок исследователи отметили активацию двух белков р38 – p38альфа и p38гамма.
Известно, что p38aльфа играет важную роль в адаптации скелетных мышц к физической нагрузке. Когда ученые «отключили» его в мышцах мышей, то у животных улучшились метаболические показатели и возросла спонтанная двигательная активность. Как выяснилось, в отсутствие p38альфа происходит значительная активация p38гамма, что подтвердилось в эксперименте: при искусственной активации этого белка двигательная активность животных заметно возросла, а прибавка веса снизилась.
Дальнейшие исследования показали, что рост уровня p38гамма индуцирует выработку в организме еще одной активной молекулы-цитокина – интерлейкина 15 (IL-15). Введение мышам IL-15 также увеличило их двигательную активность и расход энергии, обеспечивая защиту от ожирения, сахарного диабета и стеатоза (накопления жира) печени. В конце концов выяснилось, что такой эффект IL-15 связан с его непосредственным действием на моторные области коры головного мозга, контролирующие движение.
Когда обычных мышей заставили бегать регулярно, p38гамма у них стал активироваться сильнее, чем p38альфа, что объясняет, как тренировки сами по себе поддерживают желание продолжать. А эксперименты на мышах с «выключенным» p38альфа и страдавших ожирением вследствие высокожировой диеты показали, что p38гамма реально защищает их от ожирения и диабета.
Так как результаты, полученные на мышах и людях, оказались схожими, можно говорить о высокой эволюционной консервативности этой системы.
Таким образом, удалось подтвердить известный факт, что p38альфа «тормозит» работу p38гамма, который усиливает произвольную физическую активность, в результате чего поддерживается оптимальный двигательный баланс. Регулярные же тренировки изменяют этот баланс, способствуя активации p38гамма, и помогают организму лучше переносить увеличение физической нагрузки. При отсутствии двигательной активности секреция миокинов, включая эти белки, может нарушаться. А это, в свою очередь, ведет к развитию обменных нарушений.
Понимание биологической роли миокинов открывает перспективы в профилактике ожирения и связанных с ним нарушений обмена веществ. В частности, есть вероятность, что в качестве молекулярного маркера, отражающего желание заниматься физкультурой, можно будет использовать содержание в крови IL-15. Теоретически на основе этого цитокина можно даже создать «таблетку» для тех, кому физкультура жизненна необходима, но которые не могут заставить себя ей заниматься.
Фото: https://shmector.com
Публикации по теме:
Тяжелая ноша. Ожирение как медицинская проблема
Сахарный диабет – эволюционная ловушка?
: 30.08.2024 
