Mokslininkai tiria junginius, kurie gali suaktyvinti ląstelių energijos kelius ir imituoti mankštą, suteikdami naujų įžvalgų apie medžiagų apykaitą, ištvermę ir būsimų medžiagų apykaitos ligų gydymą.
Ar mokslininkai gali pakartoti mankštos naudą?
Jau kelis dešimtmečius reguliari mankšta buvo laikoma vienu veiksmingiausių būdų pagerinti bendrą sveikatą. Fizinis aktyvumas gali sustiprinti širdį, auginti raumenis, pagerinti jautrumą insulinui, skatinti riebalų apykaitą ir sumažinti lėtinių ligų, tokių kaip nutukimas ir 2 tipo diabetas, riziką. Tačiau milijonai žmonių visame pasaulyje dėl amžiaus, negalios, ligos ar traumų negali reguliariai mankštintis.
Šis iššūkis paskatino mokslininkus užduoti ambicingą klausimą: ar žmogaus kūnas gali gauti tam tikros biologinės mankštos naudos iš tikrųjų nesportuodamas? Naujausi tyrimai rodo, kad atsakymas gali slypėti suprantant molekulinius kelius, suaktyvėjusius mankštos metu. Užuot bandę pakeisti mankštą, mokslininkai tiria, kaip imituoti kai kuriuos teigiamus pratimų metabolinius efektus, nukreipdami į paties organizmo energijos reguliavimo sistemą.
Biologijos supratimas už pratimų
Pratimai sukelia tūkstančius biocheminių pokyčių organizme. Raumenims susitraukti reikia daugiau energijos, todėl ląstelės skatina gliukozės pasisavinimą, sudegina sukauptus riebalus ir gamina daugiau mitochondrijų{1}}mažyčių organelių, dažnai vadinamų ląstelių „jėgeriais“. Šie prisitaikantys pokyčiai pagerina ištvermę ir leidžia kūnui efektyviau gaminti energiją. Tuo pačiu metu mankšta taip pat veikia hormonų lygį, uždegiminius atsakus, širdies ir kraujagyslių funkciją bei smegenų sveikatą. Kadangi šie procesai apima daugybę signalizacijos būdų, mokslininkai stengiasi nustatyti molekulinius „jungiklius“, kurie koordinuoja šiuos naudingus prisitaikančius pokyčius.
Vienas iš perspektyviausių tyrimų tikslų yra su estrogenu{0}}susiję receptoriai (ERR), branduolinių receptorių klasė, reguliuojanti genus, dalyvaujančius ląstelių energijos gamyboje.
Kas yra su estrogenais{0}}susiję receptoriai?
Nepaisant panašių pavadinimų, estrogenų{0}}receptoriai skiriasi nuo klasikinių estrogenų receptorių. Joms veikti nereikia estrogenų; vietoj to jie reguliuoja genus, dalyvaujančius energijos apykaitoje. Mokslininkai nustatė tris pagrindines formas: ERR , ERR ir ERR . Šių receptorių ypač gausu daug energijos reikalaujančiuose organuose, įskaitant skeleto raumenis, širdį, smegenis ir kepenis. Suaktyvinti jie padeda koordinuoti įvairius medžiagų apykaitos procesus, įskaitant riebalų rūgščių oksidaciją, mitochondrijų funkciją, energijos sąnaudas, gliukozės panaudojimą ir raumenų apykaitą. Kadangi šie keliai sutampa su tais, kurie aktyvuojami atliekant ištvermės pratimus, ERR tapo pagrindiniu medžiagų apykaitos tyrimų akcentu.
Ląstelės{0}} lygio pratimų mimika
Mokslininkai sukūrė eksperimentinius junginius, skirtus aktyvuoti endogeninių receptorių (ERR) signalizacijos kelius. Laboratoriniai tyrimai parodė, kad šių receptorių aktyvinimas gali sukelti biologinius atsakus, panašius į stebimus po ištvermės pratimų. Ikiklinikinių tyrimų rezultatai apima padidėjusią lipidų oksidaciją, padidėjusias energijos sąnaudas, sumažėjusį gliukozės panaudojimą, padidėjusį mitochondrijų aktyvumą ir pagerėjusią raumenų oksidacinę funkciją. Šie junginiai tiesiogiai nestimuliuoja raumenų, bet veikiau veikia ląstelių valdymą ir energijos suvartojimą. Mokslininkai dažnai apibūdina šį metodą kaip mankštos imitaciją, nes jų tikslas yra imituoti konkrečias medžiagų apykaitos adaptacijas, o ne patį pratimą.CJC-1295 yra sintetinis peptidas, veikiantis kaip augimo hormono{8}}atpalaiduojančio hormono (GHRH) analogas. Jis skirtas stimuliuoti hipofizę, kad padidėtų natūralus augimo hormono (GH) išsiskyrimas, taip padidinant į insuliną panašaus augimo faktoriaus-1 (IGF-1) lygį. CJC-1295 pirmiausia naudojamas tyrimams, susijusiems su augimo hormono trūkumu, kūno sudėtimi, raumenų metabolizmu, audinių atstatymu ir sveiku senėjimu.
CJC-1295 yra dviejų pagrindinių formų: CJC-1295, kuriame yra vaisto afiniteto kompleksas (DAC), kurio pusinės eliminacijos laikas pailgėja iki maždaug 5–8 dienų, todėl tyrimų metu galima sumažinti dozavimo dažnumą. CJC-1295 be DAC (dažnai vadinamas modifikuotu GRF 1-29): jo pusinės eliminacijos laikas yra trumpesnis, maždaug 30 minučių, ir jis dažniausiai naudojamas tyrimuose, kuriais siekiama imituoti natūralų pulsuojantį augimo hormono sekreciją žmogaus organizme.
Ikiklinikiniais ir klinikiniais tyrimais ištirtas CJC-1295 potencialas didinti endogeninio augimo hormono ir IGF-1 sekreciją, palaikyti liesų raumenų augimą, skatinti riebalų apykaitą ir pagerinti kūno sudėtį, pagerinti atsigavimą po treniruotės ir audinių atsistatymą, gerinti kaulų metabolizmą ir kaulų sveikatą bei tirti su amžiumi susijusį augimo hormono sekrecijos mažėjimą.
Teigiami gyvūnų tyrimų rezultatai
Daugelis įdomių pokyčių, susijusių su pratimų mimikos tyrimais, pirmiausia atsiranda dėl tyrimų su gyvūnais. Laboratorinių eksperimentų metu mokslininkai pastebėjo pagerėjusį ištvermės našumą suaktyvinus ERR kelius. Kai kurie tyrimai taip pat pranešė apie padidėjusį nuovargiui{2}}atsparių raumenų skaidulų skaičių, patobulintą bėgimo ištvermę, pagerėjusią mitochondrijų funkciją ir padidėjusį medžiagų apykaitos lankstumą. Šie atradimai rodo, kad ląstelių energijos apykaitos programų keitimas gali paveikti raumenų prisitaikymą prie ilgalaikio fizinio krūvio. Šie eksperimentai pirmiausia buvo atlikti su pelėmis ir kitais laboratoriniais modeliais. Ar panašų poveikį galima saugiai pasiekti žmonėms, lieka neaišku.
Galimi pritaikymai ne tik fitnesui: Didžiausia judesio modeliavimo technologijos taikymo sritis yra ne sportiniai rezultatai, o medicina. Daugelis pacientų negali užsiimti pakankama fizine veikla dėl lėtinių ligų ar judėjimo apribojimų. Pavyzdžiui, nutukimas, 2 tipo diabetas, širdies ligos ir raumenų atrofija.
Ligos,{0}}su amžiumi susijęs silpnumas ir neurologiniai sutrikimai. Šiems asmenims medžiagų apykaitos funkcijos gerinimas be didelio fizinio krūvio gali papildyti esamus gydymo būdus.
Mokslininkai ypač domisi, ar ląstelių energijos kelių aktyvinimas gali padėti išlaikyti raumenų funkciją senstant arba sumažinti su nutukimu susijusias {0}metabolines komplikacijas. Tačiau šios galimybės vis dar tiriamos ir dar nėra išplėtotos į brandžius medicininius gydymo būdus.
Nauja medžiagų apykaitos medicinos siena: Idėja atkartoti tam tikrus biologinius pratimų padarinius nukreipiant molekulinius kelius kažkada buvo laikoma moksline fantastika. Šiandien ji tapo viena greičiausiai{1}}augančių medžiagų apykaitos tyrimų sričių. Nors lieka daug nežinomųjų, ląstelių energijos reguliatorių, pvz., estrogenų -susijusių receptorių, tyrimai suteikia vertingų įžvalgų apie tai, kaip organizmas gamina energiją, prisitaiko prie fizinės veiklos ir palaiko medžiagų apykaitos sveikatą. Šiuo metu reguliari mankšta išlieka auksiniu standartu gerinant bendrą sveikatą. Tačiau nuolatiniai mankštos-mėgdžiojimo biologijos tyrimai galiausiai gali pasiūlyti naujų gydymo galimybių tiems, kurie dėl ligos ar fizinių apribojimų negali pakankamai mankštintis. Mokslininkams ir toliau aiškinantis žmogaus medžiagų apykaitos mechanizmus, šie atradimai gali padėti sukurti naujos-kartos nutukimo, medžiagų apykaitos sutrikimų, su amžiumi susijusio raumenų nykimo ir kitų lėtinių ligų gydymo būdus, priartindami mediciną prie supratimo, kokią naudą žmogaus organizmui teikia mankšta.