03.05.2017
Редакция Naked Science
1

Генетики заменили физические упражнения препаратом

Группе ученых из США, Швейцарии и Австралии с помощью агониста PPARδ-рецепторов эндуробола удалось проследить молекулярный механизм искусственного повышения физической выносливости.

cfb_506796
©Wikipedia

Важным условием роста физической выносливости является преодоление «стены марафонца» — порога углеводного истощения за счет удержания гликогена в мышцах и печени. На молекулярном уровне это происходит благодаря увеличению емкости митохондрий и преобразованию гликолитических (быстрых) мышечных волокон в окислительные (медленные) через сигнальный путь AMPK-PGC1a, а также окислению жирных кислот. Поскольку оба процесса, как предполагается, повышают продуктивность и снижают зависимость организма от глюкозы, их стимуляция рассматривается как способ поддержки спортсменов. Однако механизм таких метаболитических изменений и их связь с выносливостью изучены недостаточно.

 

В 2015 году американские ученые Вэйвэй Фэн (Weiwei Fan) и Рональд Эванс (Ronald M. Evans) обнаружили, что ключевым регулятором окисления жирных кислот в мышцах могут выступать дельта-рецепторы, активируемые пероксисомными пролифераторами (PPARδ). Гиперэкспрессия рецепторов этого типа стимулировала окисление жирных кислот и формирование окислительных волокон у генетически модифицированных мышей, что повысило их выносливость, чувствительность к инсулину и устойчивость к ожирению. Схожие результаты показало соединение GW1516 (GW), или эндуробол, однако в этом случае выносливость диких животных увеличивалась только при условии физических упражнений.

 

В новой работе авторы включали GW в рацион особей, ведущих малоподвижный образ жизни, более длительное время (восемь недель вместо четырех). После этого животных помещали на беговую дорожку и оценивали углеводное истощение по уровню глюкозы в крови. Согласно анализу, препарат повысил физическую выносливость экспериментальной группы более чем вдвое: к моменту падения глюкозы до 70 миллиграммов на децилитр они могли бежать до 270 минут против 160 минут в контрольной группе. Чтобы выяснить молекулярный механизм таких изменений, ученые проанализировали экспрессию генов в мышцах мышей. Это позволило выявить 975 генов, активность которых изменилась после обработки.

 

Предполагаемый механизм метаболических изменений, регулируемых PPARδ после тренировки (вверху) или через лиганды (внизу). Желтым цветом обозначена глюкоза, зеленым — жирные кислоты / ©Weiwei Fan et al., Cell Metabolism, 2017

 

Примерно половина (457 единиц) генов оказались целевыми для PPARδ и были связаны со сжиганием жира (их экспрессия увеличилась) или разрушением углеводов (их экспрессия снизилась). По мнению команды, это указывает на то, что путь PPARδ, по всей видимости, предотвращает углеводное истощение в пользу жировой ткани, задерживая глюкозу, которая необходима мозгу, в организме. Таким образом, сжигание жира выступает не столько стимулятором выносливости, сколько компенсаторным механизмом. Примечательно, что мышцы мышей, получавших препарат, не имели специфических физиологических изменений, характерных для нагрузок: роста кровеносных сосудов и дополнительных митохондрий.

 

«Физические упражнения активируют PPARδ, но наша работа показывает, что вы можете сделать то же самое без механического воздействия. Иными словами, повысить выносливость до сопоставимого уровня можно без физических нагрузок», — сообщил Вэйвэй Фэн. Он добавил, что открытие заинтересовало фармацевтические компании: выявленный механизм может лечь в основу препаратов для пациентов с сахарным диабетом 2 типа и страдающих ожирением.

 

Статья опубликована в журнале Cell Metabolism.

 

GW — агонист PPARδ, разработка которого прекратилась в начале 2000-х годов. Испытания на крысах показали, что препарат обладает высокой канцерогенностью. Впоследствии метаболиты вещества были обнаружены в образцах ряда профессиональных спортсменов.

 

Видеосюжет об исследовании / ©Salk Institute

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
11 часов назад
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Позавчера, 05:45
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

Вчера, 09:29
ФизТех

Переключения магнетиков между спиновыми состояниями могут передавать логический сигнал, и этим процессом можно заменить перенос электронов в современных процессорах. Ученым из МФТИ и их коллегам из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова и Испании впервые удалось зарегистрировать специфический переход соединения железа между состояниями. Это поможет разработать процессоры и устройства памяти с большим отношением производительности к количеству потребляемой энергии.

26 ноября
Анастасия Михалева

За всю историю исследования в космосе побывали более 500 человек. В океан на глубину более 10 километров спускались всего трое. Мы до сих пор знаем о Мировом океане и его обитателях недопустимо мало.

26 ноября
Ольга Иванова

Исследовательская группа из Великобритании провела эксперимент и выяснила, какие факторы могут быть причиной удовольствия, получаемого от объятий.

29 ноября
Мария Азарова

Ученые из США представили альтернативный молекулярный механизм образования меланоцитарного невуса, который согласуется как с экспериментальными, так и с клиническими наблюдениями.

3 ноября
Ольга Иванова

Исследований на эту тему, как ни странно, мало, хотя предположений — великое множество. По мнению ученых из Венгрии, одна из причин такого поведения — высокая концентрация внимания на речи хозяина, а еще это означает, что собака слышит знакомое слово.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

-
0
+
мне упаковочку заверните)
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: