Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
03.05.2017
Редакция Naked Science
1
747

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 10:10
Сергей Васильев

Биологи внесли в ДНК червей гены, кодирующие светочувствительные белки. Это позволило управлять ими при помощи света, заставляя двигаться на зеленый сигнал и останавливаться на красный.

Вчера, 13:22
Ольга Иванова

Загадочная русская душа — не фигура речи, а объективная реальность. Как жили славянские крестьяне зимой, почему в нашей стране такие плохие дороги, из-за чего мы любим «супчики», а европейцы — гамбургеры и фастфуд, откуда взялся стереотип о пьющих русских и почему мы стали употреблять меньше водки, почему мы сначала включаем прибор, а потом читаем инструкцию, отчего наши студенты учат все в последнюю ночь перед экзаменом, зачем нам нет дела до розовых кустов, чем мы отличаемся от китайцев и что нас роднит с японцами. Об этом корреспонденту Naked Science рассказал профессор, доктор исторических наук и старший преподаватель СПбГУ Кирилл Назаренко.

Вчера, 12:57
Анна Новиковская

У млекопитающих главное различие между самцом и самкой кроется в наборе их половых хромосом: у самки — две X-хромосомы, у самца — XY. «Мужская» хромосома играет ключевую роль в развитии гениталий по мужскому типу. Однако у самцов японских грызунов семенники присутствуют, тем не менее Y-хромосомы в геномы не наблюдается.

26 ноября
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

26 ноября
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

[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
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

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: