在细胞水平上研究阐明了衰老期间多锻炼保持健康

规律的运动可以保证生活质量和寿命,专家同意。然而,如何锻炼影响肌肉细胞的功能了解甚少。圣保罗大学的一项研究的生物医学科学研究所(ICB-USP)帮助理解在细胞水平上老化的过程中体育活动有利于健康。

这项研究是FAPESP支持。一篇文章描述发表在美国国家科学院院刊》(PNAS)。

根据作者的观点,答案在于线粒体膜结合细胞器,生成所需的化学能量大部分电力细胞的生化反应。线粒体是不断被改造的过程,包括核裂变和核聚变。线粒体动力学调节成百上千的分布和功能在肌肉细胞线粒体。

研究者调查了线粒体动力学的作用在生物模型在运动秀丽隐杆线虫,一个简单的,研究微观线虫种类。结果指出,形成分散,因此线粒体功能失调在肌肉细胞衰老。规律的运动在整个主体的生命增加线粒体融合的频率,受益的线粒体代谢和细胞功能足够维持肌肉生理甚至步入老年。

“在这项研究中,我们证明了一个锻炼会话迅速诱导线粒体分裂肌肉线粒体融合后经过一段时间的恢复。一生中日常会话连接线粒体的出现,延缓碎片在衰老和体能的下降。总之,我们证实,锻炼和线粒体动力学明显与维修相关的肌肉功能衰老。这是我们正在寻找的概念证明,“塞萨尔巴蒂斯塔费雷拉,最后文章的作者和ICB-USP教授告诉FAPESP,必须占州政府通讯社的记者

该集团的先前的研究显示,有氧运动保护心脏通过促进线粒体功能失调和促进心肌细胞线粒体融合(阅读更多:agencia.fapesp.br / 25890)。

下一步是找出运动如何影响健康生物老化。要做到这一点,研究人员决定使用秀丽隐杆线虫实验生物模型常用的代谢、衰老研究(阅读更多:agencia.fapesp.br / 38425)。

“研究衰老的,跟着人或啮齿动物多年艰苦的和昂贵的。的优势秀丽隐杆线虫是它有几个与人类的相似之处,但只有一个生命周期持续25天,所以我们能够首次显示发生了什么锻炼在整个生命的有机体,识别关键的细胞事件在这个过程中,”费雷拉解释道。

线粒体数量和质量,因此良好的肌肉功能,正在深刻地影响线粒体动力学,他补充说。核裂变和核聚变的协助下蛋白质被称为gtpase线粒体分裂和拼接。

“在压力条件下,他们删除非功能部分毁灭的线粒体,加入与其他线粒体功能部分。线粒体分离和足够的细胞从这些核裂变和核聚变动力作用的结果,”他说。

这项研究的结果表明,线粒体连接和裂变融合周期是至关重要的维持身体健康和能力应对运动而老化。

培训协议

在设计研究中,研究人员开发了一个运动训练协议蠕虫。“这些生物大多住在固体培养基(如土壤在自然界或明胶在实验室]。当我们搬到液体介质时,我们发现他们增加他们的弯曲或波动的频率,消耗更多的能量,因为他们这样做,和人类一样,当锻炼,”费雷拉说。

蠕虫的日常接触到液体介质导致生理生化改编所观察到的类似运动训练后在人类和啮齿动物。“当他们在他们的生活,线粒体核裂变和核聚变仍积分在衰老,而分散和线粒体功能失调的积累在生活的久坐不动的虫子在十天当他们认为衰老。经常锻炼可以提高幸福感测量指标,如肌肉功能而言,流动性,食物摄入不同种类的压力和阻力。所有这些指标在体力活动更好的蠕虫,”他说。

根据费雷拉,蠕虫的指标定期游泳直到成年但后来久坐不动的老年也比总是久坐不动的虫子。“原因是细胞记忆由每日刺激线粒体核裂变和核聚变的体育活动。这期间保护生物老化,”他说。

加速老化

基因工程技术是用来“关掉”的主要基因参与线粒体核裂变和核聚变。这种基因修改导致加速老化,和锻炼成为了这些有毒的虫子自重建以来,种族隔离和删除没有发生不正常的线粒体。“这证实了线粒体动力学的重要性衰老和经常锻炼的好处,”费雷拉说。

在第二部分的研究中,研究人员调查了寿命的增加是否伴随着身体健康的改善,进行实验与蜗杆血统的能力生活长达40天由于改变的部分基因组。令人惊讶的是,锻炼有毒性作用的四个五个长寿基因型检测。

“我们想找出寿命的增加是否与身体健康的改善和响应性运动在他们的生活。这是一个至关重要的问题,因为全球增加人类的寿命。然而,研究显示,长寿不一定与生活质量。人类应该牢记,没有对应于这些转基因蠕虫,生活几乎只要野生型蠕虫的两倍,”费雷拉说。

代谢传感器

只有一个长寿的血统(五项包括在研究)显示改善健身在其一生。这血统表达更多的活化蛋白激酶磷酸腺苷(AMP),或AMPK,持续活跃的酶,作为细胞内代谢传感器,调节能量和线粒体代谢。生产AMPK趋于衰落的老化。

”在这个实验中,只有虫子终身激活AMPK [由于突变产生的实验室)生活和游更好更久。此外,当我们的基因调节线粒体动态的蛋白质,AMPK的影响被废除。在这种情况下,蠕虫表现出降低身体健康,因此老年肌肉功能下降,”费雷拉说。

AMPK的实验显示激活的酶可能通过调节线粒体动力学模拟运动的好处。”机制,优化线粒体核裂变和核聚变,AMPK活化,可能是有前途的健康老龄化战略的一部分,提高肌肉收缩和生化功能,”费雷拉说。

有规律的锻炼有助于健康老化的其他系统通过调节线粒体动力学和良好的细胞功能。“我们知道,然而,只有一小部分的人口规律的运动。以科学为基础的公共政策是需要刺激的习惯。此外,我们不应该忘记,药理干预措施可以控制过程和潜在治疗一些老龄化带来的疾病,”他说。

近年来,该组织由费雷拉ICB-USP已经开发出一种叫“SAMβA”的分子,促进线粒体融合,改善动物的生活质量与心力衰竭(阅读更多:agencia.fapesp.br / 29842)。复合目前正在进行临床试验,确保安全性和有效性。

参考:坎波斯JC, Marchesi Bozi LH,克鲁姆B, et al .衰老期间锻炼保持身体健康通过AMPK和线粒体动力学。《美国国家科学院刊。2023年,120 (2):e2204750120。doi:10.1073 / pnas.2204750120

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