Mitokondria, Kekebalan dan Sukan: Sasaran Baharu untuk Memerangi Obesiti Berkaitan Umur

Para saintis dari Institut Jantung, Paru-paru dan Darah Kebangsaan AS (NHLBI, NIH) - Jin Ma, Annie Son, Yulim Son, Ping-Yuan Wang dan Paul Hwang - menerbitkan ulasan dalamTrend dalam Endokrinologi & Metabolisme di mana mereka meringkaskan bukti untuk peranan utama isyarat imun semula jadi mitokondria dalam cara otot rangka menyesuaikan diri dengan obesiti dan rintangan metabolik.

Masalah

Secara tradisinya, tindak balas keradangan selepas senaman telah dianggap sebagai "kesan sampingan" kerosakan mikro pada otot. Tetapi bukti yang semakin meningkat menunjukkan bahawa tindak balas imun terkawal adalah penting untuk membina semula program metabolik otot-ia mengurangkan simpanan lemak, meningkatkan kepekaan insulin, dan menguatkan rintangan selular terhadap tekanan.

Tulang belakang cGAS–STING–NF-κB

1. Menurunkan CHCHD4 dan TRIAP1

   • Dengan senaman yang kerap, tahap dua protein, CHCHD4 dan TRIAP1, yang terlibat dalam homeostasis mitokondria, berkurangan dalam mitokondria otot rangka.

2. Pengaktifan cGAS–STING

   • Kekurangan protein ini mengakibatkan "kebocoran" DNA mitokondria ke dalam sitosol, di mana ia diiktiraf oleh sensor cGAS (cyclic GMP-AMP synthase).

   • CGAS menjana cGAMP messenger kedua, yang mengaktifkan penyesuai STING pada retikulum endoplasma.

3. Kemasukan laluan NF-κB

   • Lata kinase yang bergantung kepada STING mencetuskan faktor transkripsi NF-κB, yang mengawal ekspresi gen yang bertanggungjawab untuk biogenesis mitokondria, angiogenesis dan perlindungan antioksidan.

Kesan biologi

• Penyesuaian kepada latihan

  • Pembentukan mitokondria dan rangkaian kapilari baru dirangsang, dan kapasiti aerobik otot bertambah baik.

• Rintangan metabolik

  • Tikus mutan dengan haploinsufficiency CHCHD4 dilindungi daripada obesiti pada akhir hayat walaupun diet tinggi kalori.

• Ketahanan selular

  • Gen enzim antioksidan dan pendamping yang dihidupkan (Hsp70, MnSOD) meningkatkan daya tahan terhadap tekanan oksidatif dan haba.

Kenyataan pengarang

"Kami adalah yang pertama mengumpulkan bukti bahawa penderia mitokondria imuniti semula jadi tidak hanya menengahi keradangan tetapi sebaliknya memacu penyesuaian metabolik utama untuk bersenam," kata Jin Ma.

"Menyasarkan laluan cGAS-STING dalam otot adalah jalan yang menjanjikan untuk membangunkan 'latihan molekul' yang boleh memberikan beberapa faedah senaman kepada pesakit yang tidak mampu bersenam," tambah Paul Hwang.

Prospek Penyiaran

1. Mimetik kecergasan: Agonis STING molekul kecil atau pengubah suai CHCHD4/TRIAP1 boleh meniru kesan senaman.
2. Terapi penyakit metabolik. Rangsangan paksi ini boleh menjadi strategi baru untuk obesiti, diabetes mellitus jenis 2 dan sarcopenia pada orang tua.
3. Pemulihan yang lebih baik. Mengukuhkan daya tahan mitokondria akan mempercepatkan pemulihan selepas kecederaan dan pembedahan.

Kajian ini menyerlahkan sifat dwi mitokondria dan imuniti semula jadi: di samping melindungi daripada patogen, mereka memberi isyarat hab yang menghubungkan aktiviti fizikal kepada kesihatan metabolik dan daya tahan tekanan.