Exercițiul de sprint generează un semnal molecular distinct în organism
Câteva minute de exercițiu de sprint intens au dus la o creștere semnificativă a proteinelor și metabolitilor circulanți, evidențiind modul în care intensitatea exercițiului poate remodela comunicarea dintre mușchi, grăsime și alte organe.
Un studiu recent, disponibil sub formă de articol în presă în revista Cell Reports Medicine, a descoperit că intensitatea exercițiului modifică în mod distinct proteinele și metabolitele circulante asociate cu comunicarea inter-organ. Răspunsurile au fost diferite între exercițiul de sprint-interval (SIE) și exercițiul de intensitate moderată (MIE). Aceste descoperiri oferă perspective asupra modului în care intensitatea exercițiului poate influența sănătatea cardiometabolică prin modificarea interacțiunilor dintre organe.
Exercițiul joacă un rol esențial în tratamentul mai multor boli cardiometabolice, cum ar fi obezitatea, diabetul de tip 2 și hipertensiunea arterială. În timpul exercițiului regulat, multiple țesuturi și organe reacționează într-o manieră coordonată. Cu toate acestea, factorii circulanți care mediază această interacțiune și contribuie la adaptările exercițiului rămân în mare parte neînțeleși.
Cercetările anterioare au demonstrat modificări în exerkine, inclusiv creșteri ale factorilor secretați în timpul exercițiului și scăderi ale nivelurilor de molecule dăunătoare. Acestea formează secretoma indusă de exercițiu, care reglează multiple căi metabolice și contribuie la adaptări precum remodelarea țesutului adipos, îmbunătățirea gestionării glucozei la nivelul întregului corp și modificări cognitive prin neurogeneză și reducerea neuroinflamației.
Diferitele intensități de exercițiu, precum SIE și MIE, pot conduce la adaptări variate ale întregului corp. Acest lucru ar putea fi mediat parțial de secretoma legată de exercițiu. De exemplu, N-lactoyl-phenylalanine (Lac-Phe) este o moleculă secretată post-exercițiu, dependentă de intensitate, care ajută la combaterea obezității.
Studiul de față a investigat dacă intensitățile diferite ale exercițiului generează schimbări distincte în proteomele și metabolomele circulante și asocierile lor cu adaptările legate de exercițiu și sănătatea cardiometabolică.
Cercetătorii au realizat o intervenție de exercițiu pe un grup uman, implicând participanți tineri, activi și sănătoși din punct de vedere metabolic, evaluându-i înainte și după antrenament. Participanții au efectuat o sesiune unică de SIE sau MIE înainte și după opt săptămâni de antrenament, formând astfel grupuri comparabile pre-antrenament și post-antrenament.
În principal, nouă participanți au efectuat 90 de minute de MIE, în timp ce 10 au realizat șase sesiuni de SIE de câte 30 de secunde, separate prin pauze de patru minute. Cohorta principală a fost formată din bărbați, iar un subset de participanți a finalizat intervenția de antrenament de opt săptămâni.
Cercetătorii au analizat schimbările în proteinele și metabolitele circulante asociate cu condițiile diferite de exercițiu. De asemenea, au prezis țesuturile de origine și destinație ale proteinelor circulante reglate de exercițiu, combinând aceste date cu seturi de date de expresie genică și proteică din mai multe organe și cu prelevări de țesut.
Rezultatele studiului au arătat că SIE și MIE au avut efecte foarte diferite asupra proteomei plasmatice. Cu SIE, aproape un sfert dintre cele 2.884 de proteine detectate au arătat o schimbare imediată. Acest lucru a inclus proteine cunoscute pentru răspunsul lor la exercițiu, cum ar fi hormonul de creștere 1 (GH1).
În contrast, doar șapte proteine au fost modificate față de baza după MIE. La trei ore după SIE, a existat o scădere de aproximativ 20 de ori a numărului de proteine reglate, în timp ce proteinele legate de MIE au crescut la 19. În ciuda numărului mic de proteine reglate de MIE, acestea includeau factori endocrini stabiliți, cum ar fi ANGPTL4, follistatin și proteina de legare a factorului de creștere asemănător insulinei 1 (IGFBP1). Cercetătorii sugerează că aceste schimbări MIE ar putea indica cerințele energetice susținute ale exercițiului continuu, inclusiv un raport crescut glucagon-insulină și epuizarea glicogenului hepatic, care poate stimula secreția hepatică de FST și IGFBP1.
Anumite proteine secretate, precum GH1 și NAD-kinase, au crescut imediat după oricare dintre tipurile de exercițiu, în timp ce altele, precum prolactina, au scăzut la trei ore după exercițiu.
În total, 280 de proteine au fost influențate diferit de SIE față de MIE imediat după exercițiu. Cele mai multe dintre acestea au crescut după SIE comparativ cu MIE. Numai două proteine au arătat o diferență semnificativă între intensitate și timp după trei ore, ambele fiind mai mari după MIE.
Analizele prin spectrometrie de masă nețintită au susținut aceste descoperiri. De asemenea, un model similar de timp a persistat în rândul participanților antrenați: o creștere întârziată după MIE comparativ cu o creștere acută a proteinelor plasmatice după SIE, afectând multe componente comune ale proteomei.
Aceste descoperiri sugerează un răspuns molecular legat de exercițiu care depinde puternic de intensitatea exercițiului, deși protocoalele au variat considerabil în durată.
Similar cu răspunsurile proteomului plasmatic, cercetătorii au observat schimbări acute semnificative în 203 metabolite după SIE, inclusiv lactat, succinat, malat, piruvat și Lac-Phe. De asemenea, metabolitul acid kynurenic, care este secretat din mușchiul scheletic și acționează asupra țesutului adipos, a crescut după SIE.
La trei ore, 199 de metabolite au arătat niveluri semnificativ modificate, inclusiv acizi grași. Autorii sugerează că acest lucru ar putea indica o activitate crescută a metabolismului lipidic în timpul recuperării musculare.
În contrast, MIE a prezentat schimbări acute modeste, cu 31 de metabolite schimbându-se imediat și anumiți acizi grași crescând mai mult decât la SIE. Răspunsul întârziat MIE a implicat 183 de metabolite.
Printre metabolitele care au diferit semnificativ între intensitățile exercițiului imediat după exercițiu, aproape toate au fost mai mari după SIE decât după MIE, profilul sugerând o activitate crescută în ciclurile glicolitice și tricarboxilice (TCA) cu un turnover mai mare de ATP.
La fel ca în cazul proteomului plasmatic, multe dintre aceste modificări au persistat după antrenament.
Autorii sugerează că „creșterea întârziată a proteinelor plasmatice și a acizilor grași după MIE reflectă atât modificări dependente de intensitate, cât și de durată ale secretomei.” Totuși, acestea nu au putut fi disociate în acest studiu.
Folosind seturi de date de îmbogățire genică și proteică din mai multe organe, cercet
