Els investigadors estan investigant compostos que poden activar vies d'energia cel·lular i imitar l'exercici, proporcionant noves idees sobre el metabolisme, la resistència i el tractament de futures malalties metabòliques.
Els científics poden replicar els beneficis de l'exercici?
Durant dècades, l'exercici regular s'ha considerat una de les maneres més efectives de millorar la salut general. L'activitat física pot enfortir el cor, construir músculs, millorar la sensibilitat a la insulina, promoure el metabolisme dels greixos i reduir el risc de malalties cròniques com l'obesitat i la diabetis tipus 2. Tanmateix, milions de persones a tot el món no poden fer exercici regularment a causa de l'edat, la discapacitat, la malaltia o les lesions.
Aquest repte ha inspirat als científics a plantejar-se una pregunta ambiciosa: pot el cos humà obtenir alguns dels beneficis biològics de l'exercici sense fer exercici? Investigacions recents suggereixen que la resposta pot estar en la comprensió de les vies moleculars activades durant l'exercici. En lloc d'intentar substituir l'exercici, els científics estan explorant com imitar alguns dels efectes metabòlics beneficiosos de l'exercici dirigint-se al propi sistema de regulació energètica del cos.
Entendre la biologia darrere de l'exercici
L'exercici desencadena milers de canvis bioquímics al cos. La contracció muscular requereix més energia, fet que fa que les cèl·lules augmentin la captació de glucosa, cremin greixos emmagatzemats i produeixin més mitocondris-orgànuls minúsculs que sovint s'anomenen les "centrales elèctriques" de la cèl·lula. Aquests canvis adaptatius milloren la resistència alhora que permeten al cos produir energia de manera més eficient. Simultàniament, l'exercici també afecta els nivells hormonals, les respostes inflamatòries, la funció cardiovascular i la salut del cervell. Com que aquests processos impliquen nombroses vies de senyalització, els investigadors estan treballant per identificar els "interruptors" moleculars que coordinen aquests canvis adaptatius beneficiosos.
Un dels objectius de recerca més prometedors són els receptors{0}}relacionats amb estrògens (ERR), una classe de receptors nuclears que regulen els gens implicats en la producció d'energia cel·lular.
Què són els receptors-relacionats amb els estrògens?
Malgrat els seus noms similars, els receptors{0}}d'estrògens es diferencien dels receptors d'estrògens clàssics. No necessiten estrògens per funcionar; en canvi, regulen els gens implicats en el metabolisme energètic. Els científics han identificat tres formes principals: ERR , ERR i ERR . Aquests receptors són especialment abundants en òrgans-intensius en energia, com ara el múscul esquelètic, el cor, el cervell i el fetge. Un cop activats, ajuden a coordinar diversos processos metabòlics, com ara l'oxidació d'àcids grassos, la funció mitocondrial, la despesa energètica, la utilització de glucosa i el metabolisme muscular. Com que aquestes vies es superposen amb les que s'activen durant l'exercici de resistència, les ERR s'han convertit en un focus clau de la investigació metabòlica.
Mimetisme d'exercicis de nivell-cel·lular
Els investigadors han desenvolupat compostos experimentals dissenyats per activar les vies de senyalització del receptor endògen (ERR). Els estudis de laboratori han demostrat que l'activació d'aquests receptors pot produir respostes biològiques similars a les observades després de l'exercici de resistència. Els resultats reportats d'estudis preclínics inclouen un augment de l'oxidació lipídica, un augment de la despesa energètica, una disminució de la utilització de la glucosa, una millora de l'activitat mitocondrial i una millora de la funció oxidativa muscular. Aquests compostos no estimulen directament els músculs, sinó que influeixen en la manera com les cèl·lules gestionen i consumeixen energia. Els científics solen descriure aquest enfocament com a imitadors de l'exercici perquè el seu objectiu és imitar adaptacions metabòliques específiques, en lloc de l'exercici en si mateix. El CJC-1295 és un pèptid sintètic que funciona com un anàleg de l'hormona-alliberadora de l'hormona del creixement (GHRH). Està dissenyat per estimular la glàndula pituïtària per augmentar l'alliberament natural de l'hormona del creixement (GH), augmentant així el nivell de factor de creixement semblant a la insulina-1 (IGF-1). CJC-1295 s'utilitza principalment en investigacions relacionades amb la deficiència de l'hormona del creixement, la composició corporal, el metabolisme muscular, la reparació de teixits i l'envelliment saludable.
El CJC-1295 està disponible en dues formes principals: el CJC-1295 que conté un complex d'afinitat amb medicaments (DAC), la vida mitjana del qual s'allarga a uns 5-8 dies, la qual cosa permet reduir la freqüència de dosificació en entorns de recerca. CJC-1295 sense DAC (sovint anomenada GRF 1-29 modificat): la seva vida mitjana és més curta, aproximadament 30 minuts, i s'utilitza habitualment en estudis que tenen com a objectiu imitar la secreció pulsàtil natural de l'hormona del creixement al cos humà.
Els estudis preclínics i clínics han explorat el potencial de CJC-1295 per augmentar la secreció d'hormona del creixement endògena i IGF-1, donar suport al creixement muscular magre, promoure el metabolisme dels greixos i millorar la composició corporal, millorar la recuperació després de l'exercici i la reparació dels teixits, millorar el metabolisme ossi i la salut òssia i investigar la disminució de la secreció de l'hormona del creixement relacionada amb l'edat.
Resultats positius d'estudis en animals
Molts avenços interessants al voltant de la investigació de mimetisme d'exercici provenen principalment d'estudis amb animals. En experiments de laboratori, els investigadors han observat un rendiment de resistència millorat després d'activar les vies ERR. Alguns estudis també han informat d'un augment del nombre de fibres musculars-resistents a la fatiga, una millora de la resistència a la carrera, una millora de la funció mitocondrial i una major flexibilitat metabòlica. Aquestes troballes suggereixen que l'alteració dels programes de metabolisme energètic cel·lular pot afectar la manera com els músculs s'adapten a l'exercici prolongat. Aquests experiments es van realitzar principalment en ratolins i altres models de laboratori. No està clar si es poden aconseguir efectes similars amb seguretat en humans.
Aplicacions potencials més enllà del fitness: l'àrea d'aplicació més gran de la tecnologia de simulació de moviment no és el rendiment esportiu, sinó la medicina. Molts pacients no poden fer una activitat física suficient a causa de malalties cròniques o limitacions de mobilitat. Alguns exemples inclouen l'obesitat, la diabetis tipus 2, les malalties del cor i l'atròfia muscular.
Malalties, fragilitat relacionada amb l'edat-i trastorns neurològics. Per a aquestes persones, la millora de la funció metabòlica sense exercici intens pot complementar les teràpies existents.
Els científics estan especialment interessats a saber si l'activació de vies d'energia cel·lular pot ajudar a mantenir la funció muscular durant l'envelliment o reduir les complicacions metabòliques relacionades amb l'obesitat-. Tanmateix, aquestes possibilitats encara es troben en fase d'investigació i encara no s'han convertit en tractaments mèdics madurs.
Una nova frontera en la medicina metabòlica: la idea de replicar certs efectes biològics de l'exercici orientant les vies moleculars es va considerar una vegada ciència ficció. Avui en dia, s'ha convertit en una de les àrees de-creixement més ràpid en la investigació metabòlica. Tot i que encara queden moltes incògnites, la investigació sobre reguladors d'energia cel·lular, com els receptors relacionats amb els-estrògens, ofereix informació valuosa sobre com el cos produeix energia, s'adapta a l'activitat física i manté la salut metabòlica. Actualment, l'exercici regular segueix sent l'estàndard d'or per millorar la salut general. Tanmateix, la investigació continuada sobre la biologia de l'imitació de l'exercici-podrà oferir, en última instància, noves opcions de tractament per a aquells que no poden fer prou exercici a causa d'una malaltia o limitacions físiques. A mesura que els científics continuen dilucidant els mecanismes del metabolisme humà, aquests descobriments poden ajudar a desenvolupar tractaments-de propera generació per a l'obesitat, els trastorns metabòlics, la pèrdua muscular relacionada amb l'edat- i altres malalties cròniques, apropant la medicina a comprendre com es beneficia el cos humà de l'exercici.