от Карина Толедо, FAPESP

сила

Изследвания, проведени в Университета на Кампинас (UNICAMP) в Сао Пауло, Бразилия, показват, че енергичните физически упражнения като тренировка за сила и тежести могат да намалят натрупаните чернодробни мазнини и да подобрят контрола на кръвната захар при хора със затлъстяване и диабет за кратък период от време, дори преди да настъпи значителна загуба на тегло.

В експерименти с мишки изследователи от лабораторията за молекулярна биология на упражненията (LaBMEx) на UNICAMP установиха, че две седмици от такова упражнение са достатъчни, за да модифицират генната експресия в чернодробната тъкан по начини, които „изгарят“ повече съхранени липиди и допринасят за лечението на безалкохолен мастен черен дроб болест. Клетъчната инсулинова сигнализация в тъканите се подобрява и чернодробният синтез на глюкоза намалява.

Резултатите от изследването, подкрепено от Фондация за научни изследвания в Сао Пауло - FAPESP, са публикувани в Списание за ендокринология.

"Всеки знае, че физическите упражнения помагат за овладяване на заболяванията. Нашето изследване се фокусира върху това как и защо е така, върху участващите механизми. Ако успеем да открием ключов протеин, чиито нива се повишават или намаляват с тренировка, ще направим стъпка към развитието на лекарства, които имитират някои от предимствата на физическите упражнения ", каза Леандро Перейра де Моура, професор в Училището за приложни науки на UNICAMP и главен изследовател на изследването.

Моура обясни, че излишните мазнини в черния дроб причиняват локално възпаление, което прави чернодробните клетки по-малко чувствителни към действието на инсулина. Това състояние може да прогресира до цироза и в крайна сметка до чернодробна недостатъчност.

"При лица със затлъстяване, изложени на кардиометаболитен риск, намаляването на чернодробните мазнини е жизненоважно за подпомагане контрола на диабета," каза Моура. "Черният дроб трябва да произвежда глюкоза само при условия на гладно, но ако инсулиновата сигнализация в тъканите е нарушена, черният дроб освобождава глюкоза в кръвта дори след поглъщане на въглехидрати, когато нивата на инсулин са високи и това повишава нивото на кръвната захар."

Силова тренировка за мишки

За да се изследва ефекта от силовите тренировки върху черния дроб, беше проведен експеримент, включващ три групи мишки. Контролната група, която е хранена със стандартна диета (4 процента мазнини), остава слаба и заседнала. Втората и третата група са били хранени с хиперлипидемична диета (35 процента мазнини) в продължение на 14 седмици, достатъчно дълго, за да могат животните да затлъстеят и да са диабетици. Втората група остава заседнала, докато третата група е била подложена на протокол за упражнения за умерена сила за 15 дни след затлъстяване и диабет.

Протоколът за упражненията се състоеше от изкачване на стълбище с тежест, прикрепена към опашката. Всеки ден мишките се изкачваха по стълбите 20 пъти с интервал от 90 секунди. Според Моура протоколът е предназначен да имитира силови тренировки при хората.

"Преди да започнем експеримента, проведохме тестове, за да определим максималното натоварване, което всяко животно може да понесе. Използвахме тегло, съответстващо на 70 процента от тази граница в упражненията. Преди това нашата група показа, че претренирането може да допринесе значително за развитието на безалкохолно мастна чернодробна болест. Прекалено усилените упражнения могат да донесат повече вреда, отколкото полза ", каза Моура.

Изследователите са избрали кратък протокол от упражнения от само 15 дни, за да демонстрират, че наблюдаваните ползи са пряко свързани със силовите тренировки, а не с вторичните ефекти от загубата на тегло.

Всъщност изследователите установиха, че въпреки че мишките, подложени на тренировка, все още са били със затлъстяване в края на 15-дневния период, нивата на кръвната захар на гладно са били нормални, докато мишките от заседналата група със затлъстяване са останали диабетици до края на експеримент.

Анализ на чернодробна тъкан показва 25% -30% намаление на местните мазнини в групата, която е изпълнила протокола за упражнения, в сравнение с нивото на мазнини в заседналата група със затлъстяване. Количеството на противовъзпалителните протеини също е намалено в групата за упражнения и въпреки това мишките от тази група все още имат приблизително 150% повече чернодробни мазнини от контролната група.

Глюконеогенеза

В условия на гладно черният дроб е основният орган, отговорен за поддържането на адекватни нива на кръвната захар. В контекста на диабета липсва контрол на глюконеогенезата (ендогенно производство на глюкоза) в резултат на инсулинова резистентност и индивидът може да стане хипергликемичен.

За да оценят ефекта от силовите упражнения върху контрола на чернодробната глюконеогенеза, изследователите тестваха животните за толерантност към пируват, основният субстрат, използван от черния дроб за производство на глюкоза.

"Тестът се състоеше основно от прилагане на пируват на мишките и измерване на количеството глюкоза, произведено от черния дроб", обясни Мура. "Установихме, че обучените мишки произвеждат по-малко глюкоза от заседналите затлъстели мишки, въпреки че са получили същото количество субстрат. Това показва, че черният дроб на обученото животно е претърпял метаболитни промени, което го е направило по-чувствително към инсулин."

След това изследователите изследват механизма, чрез който упражненията намаляват чернодробните мазнини. За да направят това, изследователите анализирали експресията на тъканите на гени, свързани с липогенезата (синтез на мастни киселини и триглицериди, допринасящи за натрупването на мазнини) и липолиза (разграждане на липидите за използване като енергиен източник от организма).

"Сравнихме заседналите затлъстели мишки с тренираните мишки чрез генен и протеинов анализ, за ​​да оценим синтеза и окисляването на чернодробните мазнини", каза Моура. „Наблюдавахме тенденция към повече натрупване на мазнини в черния дроб при заседналите мишки.“

Той добави, че важен принос на проучването е демонстрацията му, че силовите упражнения насърчават благоприятни промени в тъканите, върху които не се влияе пряко от скелетно-мускулни контракции.

"Следващата ни стъпка ще бъде да разберем как се обработва тази комуникация между мускулите и черния дроб. Нашата хипотеза е, че може да участва протеин, наречен клъстерин", каза той.

Ако покачването на нивата на клъстерин, предизвикано от физически упражнения, се окаже полезно, каза Моура, може да се тестват лечения със синтетични алтернативи.

Повече информация: Rodrigo Martins Pereira et al, Краткосрочните силови тренировки намаляват глюконеогенезата и NAFLD при затлъстели мишки, Списание за ендокринология (2019). DOI: 10.1530/JOE-18-0567