Teadlased uurivad ühendeid, mis võivad aktiveerida raku energiaradu ja jäljendada treeningut, pakkudes uusi teadmisi ainevahetusest, vastupidavusest ja tulevaste ainevahetushaiguste ravist.
Kas teadlased saavad treeningu eeliseid korrata?
Aastakümneid on regulaarset liikumist peetud üheks tõhusamaks viisiks üldise tervise parandamiseks. Füüsiline aktiivsus võib tugevdada südant, kasvatada lihaseid, parandada insuliinitundlikkust, soodustada rasvade ainevahetust ja vähendada krooniliste haiguste, nagu ülekaalulisus ja 2. tüüpi diabeet, riski. Miljonid inimesed kogu maailmas ei saa aga vanuse, puude, haiguse või vigastuse tõttu regulaarselt trenni teha.
See väljakutse on innustanud teadlasi püstitama ambitsioonika küsimuse: kas inimkeha saab füüsilise harjutuse bioloogilistest eelistest ilma tegelikult treenimata? Hiljutised uuringud näitavad, et vastus võib peituda treeningu ajal aktiveeritud molekulaarsete radade mõistmises. Selle asemel, et püüda treeningut asendada, uurivad teadlased, kuidas jäljendada treeningu mõningaid kasulikke metaboolseid mõjusid, suunates sihikule keha enda energiaregulatsiooni süsteemi.
Harjutuste taga oleva bioloogia mõistmine
Treening käivitab kehas tuhandeid biokeemilisi muutusi. Lihaste kokkutõmbumine nõuab rohkem energiat, mis sunnib rakke suurendama glükoosi omastamist, põletama talletatud rasva ja tootma rohkem mitokondreid{1}}pisikesi organelle, mida sageli nimetatakse raku "jõujaamadeks". Need adaptiivsed muutused parandavad vastupidavust, võimaldades samal ajal kehal energiat tõhusamalt toota. Samal ajal mõjutab treening ka hormoonide taset, põletikulisi reaktsioone, südame-veresoonkonna funktsiooni ja aju tervist. Kuna need protsessid hõlmavad paljusid signalisatsiooniteid, töötavad teadlased selle nimel, et tuvastada molekulaarsed "lülitid", mis neid kasulikke adaptiivseid muutusi koordineerivad.
Üks paljutõotavamaid uurimise sihtmärke on östrogeeni{0}}seotud retseptorid (ERR) – tuumaretseptorite klass, mis reguleerivad raku energiatootmises osalevaid geene.
Mis on östrogeeni{0}}seotud retseptorid?
Vaatamata sarnastele nimedele erinevad östrogeeniga seotud{0}}retseptorid klassikalistest östrogeeniretseptoritest. Nad ei vaja toimimiseks östrogeeni; selle asemel reguleerivad nad energia metabolismis osalevaid geene. Teadlased on tuvastanud kolm peamist vormi: ERR , ERR ja ERR . Neid retseptoreid leidub eriti palju energiamahukates{4}}organites, sealhulgas skeletilihastes, südames, ajus ja maksas. Pärast aktiveerimist aitavad need koordineerida mitmesuguseid ainevahetusprotsesse, sealhulgas rasvhapete oksüdatsiooni, mitokondriaalset funktsiooni, energiakulu, glükoosi kasutamist ja lihaste ainevahetust. Kuna need rajad kattuvad vastupidavustreeningu ajal aktiveeritud radadega, on ERR-idest saanud metaboolsete uuringute keskmes.
Mobiilne{0}}taseme harjutuste matkimine
Teadlased on välja töötanud eksperimentaalsed ühendid, mis on loodud endogeense retseptori (ERR) signaaliülekanderadade aktiveerimiseks. Laboratoorsed uuringud on näidanud, et nende retseptorite aktiveerimine võib tekitada bioloogilisi reaktsioone, mis on sarnased vastupidavustreeningu järel täheldatutega. Prekliiniliste uuringute tulemused hõlmavad suurenenud lipiidide oksüdatsiooni, suurenenud energiakulu, vähenenud glükoosi kasutamist, suurenenud mitokondriaalset aktiivsust ja paranenud lihaste oksüdatiivset funktsiooni. Need ühendid ei stimuleeri otseselt lihaseid, vaid mõjutavad pigem seda, kuidas rakud energiat haldavad ja tarbivad. Teadlased kirjeldavad seda lähenemisviisi sageli treeningu jäljendajatena, kuna nende eesmärk on matkida konkreetseid metaboolseid kohandusi, mitte treeningut ennast.CJC-1295 on sünteetiline peptiid, mis toimib kasvuhormooni -vabastava hormooni (GHRH) analoogina. See on loodud selleks, et stimuleerida hüpofüüsi, et suurendada kasvuhormooni (GH) loomulikku vabanemist, suurendades seeläbi insuliinitaolise kasvufaktori-1 (IGF-1) taset. CJC-1295 kasutatakse peamiselt uuringutes, mis on seotud kasvuhormooni puudulikkuse, keha koostise, lihaste ainevahetuse, kudede parandamise ja tervisliku vananemisega.
CJC-1295 on saadaval kahes peamises vormis: CJC-1295, mis sisaldab ravimiafiinsuskompleksi (DAC), mille poolestusaega pikeneb ligikaudu 5–8 päevani, mis võimaldab vähendada annustamissagedust uurimistöös. CJC-1295 ilma DAC-ita (sageli viidatud kui modifitseeritud GRF 1-29): selle poolväärtusaeg on lühem, ligikaudu 30 minutit, ja seda kasutatakse tavaliselt uuringutes, mille eesmärk on jäljendada kasvuhormooni loomulikku pulseerivat sekretsiooni inimkehas.
Prekliinilistes ja kliinilistes uuringutes on uuritud CJC-1295 potentsiaali endogeense kasvuhormooni ja IGF-1 sekretsiooni suurendamiseks, lahja lihaste kasvu, rasvade ainevahetuse ja keha koostise parandamiseks, treeningjärgse taastumise ja kudede paranemise parandamiseks, luude ainevahetuse ja luu tervise parandamiseks ning kasvuhormooni sekretsiooni vanusega seotud languse uurimiseks.
Loomuuringute positiivsed tulemused
Paljud harjutuste matkimise uuringutega seotud põnevad arengud pärinevad peamiselt loomkatsetest. Laboratoorsetes katsetes on teadlased täheldanud vastupidavuse paranemist pärast ERR-i radade aktiveerimist. Mõned uuringud on teatanud ka suurenenud väsimusest{2}}resistentsete lihaskiudude arvust, suurenenud jooksuvastupidavusest, paranenud mitokondrite funktsioonist ja suurenenud metaboolsest paindlikkusest. Need leiud viitavad sellele, et raku energia metabolismi programmide muutmine võib mõjutada seda, kuidas lihased kohanevad pikaajalise treeninguga. Need katsed viidi läbi peamiselt hiirtel ja muudel laborimudelitel. Kas sarnaseid toimeid on inimestel võimalik ohutult saavutada, jääb ebaselgeks.
Potentsiaalsed rakendused väljaspool fitnessi: Liikumissimulatsioonitehnoloogia suurim rakendusvaldkond ei ole sportlik jõudlus, vaid meditsiin. Paljud patsiendid ei saa krooniliste haiguste või liikumispiirangute tõttu tegeleda piisava kehalise aktiivsusega. Näited hõlmavad rasvumist, 2. tüüpi diabeeti, südamehaigusi ja lihaste atroofiat.
Haigused, vanusega{0}}seotud nõrkus ja neuroloogilised häired. Nendel inimestel võib metaboolse funktsiooni parandamine ilma raske treeninguta täiendada olemasolevaid ravimeetodeid.
Teadlased on eriti huvitatud sellest, kas raku energiaradade aktiveerimine võib aidata säilitada lihaste funktsiooni vananemise ajal või vähendada rasvumisega{0}}seotud metaboolseid tüsistusi. Need võimalused on aga alles uurimisjärgus ega ole veel arenenud küpseteks ravimeetoditeks.
Uus piir metaboolses meditsiinis: mõtet korrata treeningu teatud bioloogilisi mõjusid molekulaarsete radade sihtimisega peeti kunagi ulmeks. Tänaseks on sellest saanud üks kiiremini{1}}kasvavaid valdkondi ainevahetuse uuringutes. Kuigi palju teadmata on jäänud, annavad raku energiaregulaatorite, nagu östrogeeni{3}}seotud retseptorite alased uuringud väärtuslikku teavet selle kohta, kuidas keha toodab energiat, kohaneb kehalise aktiivsusega ja säilitab ainevahetuse tervist. Praegu on regulaarne treenimine üldise tervise parandamise kuldstandard. Kuid treeningute{6}}imiteerimise bioloogia uurimine võib lõpuks pakkuda uusi ravivõimalusi neile, kes ei saa haiguse või füüsiliste piirangute tõttu piisavalt treenida. Kuna teadlased jätkavad inimese ainevahetuse mehhanismide selgitamist, võivad need avastused aidata välja töötada järgmise põlvkonna ravimeetodeid rasvumise, ainevahetushäirete, vanusega seotud lihaste kaotuse ja muude krooniliste haiguste vastu, aidates meditsiini paremini mõista, kuidas inimkeha treeningust kasu toob.