Mitokondriumok, immunitás és sport: Új célpont az életkorral összefüggő elhízás elleni küzdelemben

Az Egyesült Államok Nemzeti Szív-, Tüdő- és Vérintézetének (NHLBI, NIH) tudósai - Jin Ma, Annie Son, Yulim Son, Ping-Yuan Wang és Paul Hwang - a Trends in Endocrinology & Metabolism című folyóiratban publikáltak egy áttekintést, amelyben összefoglalják a mitokondriális veleszületett immunjelzés kulcsszerepét a vázizomzat testmozgáshoz való alkalmazkodásában, valamint az elhízással és az öregedéssel szembeni metabolikus rezisztenciájának kialakításában.

Probléma

Hagyományosan a testmozgást követő gyulladásos választ az izmok mikrokárosodásának „mellékhatásának” tekintették. Egyre több bizonyíték azonban arra utal, hogy a kontrollált immunválasz fontos az izomanyagcsere-programok újjáépítéséhez – csökkenti a zsírraktárakat, javítja az inzulinérzékenységet és erősíti a sejtek stresszel szembeni ellenállását.

A cGAS–STING–NF-κB gerinchálózat

1. Csökkent CHCHD4 és TRIAP1 szint

   • Rendszeres testmozgással két, a mitokondriális homeosztázisban részt vevő fehérje, a CHCHD4 és a TRIAP1 szintje csökken a vázizomzat mitokondriumában.

2. A cGAS-STING aktiválása

   • Ezen fehérjék hiánya a mitokondriális DNS citoszolba történő „szivárgását” eredményezi, ahol a cGAS (ciklikus GMP–AMP szintáz) szenzor felismeri azt.

   • A CGAS generálja a cGAMP másodlagos hírvivőt, amely aktiválja a STING adaptort az endoplazmatikus retikulumon.

3. Az NF-κB útvonal bevonása

   • A STING-függő kináz-kaszkád beindítja az NF-κB transzkripciós faktort, amely szabályozza a mitokondriális biogenezisért, az angiogenezisért és az antioxidáns védelemért felelős gének expresszióját.

Biológiai hatások

• Alkalmazkodás a képzéshez

  • Serkentődik az új mitokondriumok és kapilláris hálózat képződése, és javul az izmok aerob kapacitása.

• Metabolikus ellenállás

  • A CHCHD4 haploinsufficienciával rendelkező mutáns egerek a magas kalóriatartalmú étrend ellenére is védve voltak az elhízástól késői életkorban.

• Sejtszintű ellenálló képesség

  • Az antioxidáns enzimek és chaperonok bekapcsolt génjei (Hsp70, MnSOD) növelik az oxidatív és termikus stresszel szembeni ellenálló képességet.

Szerzők nyilatkozatai

„Mi vagyunk az elsők, akik bizonyítékokat gyűjtünk arra, hogy a veleszületett immunitás mitokondriális érzékelői nem csupán közvetítik a gyulladást, hanem kulcsfontosságú anyagcsere-adaptációkat indítanak el a testmozgáshoz” – mondja Jin Ma.

„Az izomban a cGAS–STING útvonal célba vétele ígéretes út egy olyan „molekuláris gyakorlat” kidolgozásához, amely a testmozgás előnyeit biztosíthatja a testmozgásra képtelen betegek számára” – teszi hozzá Paul Hwang.

Műsorszórási kilátások

1. Fitneszmimetikumok: A kis molekulájú STING agonisták vagy CHCHD4/TRIAP1 módosítók utánozhatják a testmozgás hatásait.
2. Anyagcsere-betegségek terápiája. E tengely stimulálása új stratégiává válhat az elhízás, a 2-es típusú cukorbetegség és a szarkopénia kezelésében időseknél.
3. Javított felépülés. A mitokondriális ellenálló képesség erősítése felgyorsítja a sérülések és műtétek utáni rehabilitációt.

Ez a tanulmány rávilágít a mitokondriumok és a veleszületett immunitás kettős természetére: a kórokozók elleni védelem mellett olyan jelátviteli központok is, amelyek összekapcsolják a fizikai aktivitást az anyagcsere-egészséggel és a stresszel szembeni ellenálló képességgel.