Митохондрије, имунитет и спорт: нова мета за борбу против гојазности повезане са старењем

Научници из Националног института за срце, плућа и крв САД (NHLBI, NIH) - Џин Ма, Ени Сон, Јулим Сон, Пинг-Јуан Ванг и Пол Хванг - објавили су преглед учасопису „Трендови у ендокринологији и метаболизму“ у којем сумирају доказе о кључној улози митохондријалне урођене имунолошке сигнализације у начину на који се скелетни мишићи прилагођавају вежбању и стичу метаболичку отпорност на гојазност и старење.

Проблем

Традиционално, инфламаторни одговор након вежбања сматран је „споредним ефектом“ микрооштећења мишића. Али све већи број доказа указује на то да је контролисани имуни одговор важан за обнову метаболичких програма мишића — смањује залихе масти, побољшава осетљивост на инсулин и јача ћелијску отпорност на стрес.

CGAS–STING–NF-κB кичма

1. Смањени CHCHD4 и TRIAP1

   • Редовним вежбањем, нивои два протеина, CHCHD4 и TRIAP1, који су укључени у митохондријалну хомеостазу, смањују се у митохондријама скелетних мишића.

2. Активација cGAS–STING-а

   • Недостатак ових протеина доводи до „цурења“ митохондријалне ДНК у цитосол, где је препознаје cGAS (циклична GMP-AMP синтаза) сензор.

   • CGAS генерише секундарни гласник cGAMP, који активира STING адаптер на ендоплазматском ретикулуму.

3. Укључивање NF-κB пута

   • Каскада киназе зависна од STING-а покреће транскрипциони фактор NF-κB, који регулише експресију гена одговорних за митохондријалну биогенезу, ангиогенезу и антиоксидативну заштиту.

Биолошки ефекти

• Адаптација на тренинг

  • Стимулише се формирање нових митохондрија и капиларне мреже, а аеробни капацитет мишића је побољшан.

• Метаболичка отпорност

  • Мутантни мишеви са хаплоинсуфицијенцијом CHCHD4 били су заштићени од гојазности у касном животу упркос исхрани са високим садржајем калорија.

• Ћелијска отпорност

  • Укључени гени антиоксидативних ензима и шаперона (Hsp70, MnSOD) повећавају отпорност на оксидативни и термички стрес.

Изјаве аутора

„Први смо који су окупили доказе да митохондријални сензори урођеног имунитета не посредују само у упали, већ покрећу кључне метаболичке адаптације на вежбање“, каже Џин Ма.

„Циљање cGAS-STING пута у мишићима је обећавајући пут за развој 'молекуларне вежбе' која би могла да пружи неке од предности вежбања пацијентима који нису способни за вежбање“, додаје Пол Хванг.

Перспективе емитовања

1. Фитнес миметици: Мали молекули STING агонисти или CHCHD4/TRIAP1 модификатори могу имитирати ефекте вежбања.
2. Терапија метаболичких болести. Стимулација ове осе може постати нова стратегија за гојазност, дијабетес мелитус типа 2 и саркопенију код старијих особа.
3. Побољшан опоравак. Јачање митохондријалне отпорности убрзаће рехабилитацију након повреда и операција.

Ова студија истиче двоструку природу митохондрија и урођеног имунитета: поред тога што штите од патогена, оне су сигнални чворишта која повезују физичку активност са метаболичким здрављем и отпорношћу на стрес.