Come gli esercizi migliorano la salute metabolica

L'esercizio fisico aumenterebbe la comunicazione tra i muscoli scheletrici e il tessuto adiposo, migliorando la salute metabolica e le prestazioni. Questo quanto suggerito da una recente ricerca condotta in Brasile sui topi e sull'uomo, che in futuro potrebbe portare a nuove cure per le malattie metaboliche associate all'invecchiamento e all'obesità.

I risultati della ricerca internazionale sul legame fra esercizio aerobico, salute metabolica e microRNA

I ricercatori dell'Università di Campinas a San Paolo, insieme a quelli dell'Università di Copenhagen e di Harvard a Cambridge, hanno scoperto nello specifico che l'esercizio aerobico innescherebbe il rilascio delle molecole di segnalazione microRNA nel flusso sanguigno, che a loro volta libererebbero più energia per l'utilizzo dei muscoli.

Ricerche precedenti avevano già stabilito come invecchiamento e obesità compromettessero la produzione di queste molecole di segnalazione, aumentando la probabilità di malattie metaboliche come il diabete e la dislipidemia. L'esercizio fisico, invece, aiuterebbe a scongiurare queste condizioni, aumentando la produzione di alcuni microRNA.

Questa nuova ricerca è apparsa sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

La sperimentazione sui topi

Per arrivare a tali conclusioni, i ricercatori guidati da Marcelo Mori del Dipartimento di Biochimica e Biologia dei Tessuti dell'Università brasiliana, hanno iniziato le loro osservazioni mettendo dei topi su un tapis roulant per 60 minuti al giorno per 8 settimane, aumentando progressivamente velocità e pendenza del tapis roulant.

Alla fine del periodo di osservazione, gli studiosi hanno riscontrato un aumento significativo della produzione di una proteina chiamata DICER nelle cellule adipose degli animali. Questo aumento è correlato alla riduzione del peso corporeo e della quantità di grasso viscerale nell'addome.

DICER è un enzima che consente alle cellule adipose di produrre molecole di segnalazione microRNA.

In un secondo momento gli scienziati hanno ripetuto l'esperimento con topi geneticamente modificati, non in grado di produrre alcun DICER nelle loro cellule adipose, notando come non beneficiassero tanto dell'allenamento quanto gli altri.

«In questa fase gli animali non hanno perso peso o grasso viscerale e la loro forma fisica complessiva non è migliorata», conferma Marcelo Mori.

Questo perché le cellule di grasso nei topi geneticamente modificati non sono riuscite a fornire ai loro muscoli il carburante metabolico extra di cui avevano bisogno durante un intenso esercizio fisico. «Senza DICER - sostiene Mori - le cellule adipose consumano effettivamente più glucosio durante l'allenamento, apportando meno carburante ai muscoli. Questo può portare a ipoglicemia o bassi livelli di zucchero nel sangue e negli atleti può limitare le prestazioni».

Parallelamente, per confermare che grasso e muscoli stessero comunicando tramite molecole di segnalazione nel flusso sanguigno, i ricercatori hanno iniettato dosi di sangue da un topo che aveva subito il programma di esercizio a uno che non lo aveva fatto.

Questa trasfusione ha aumentato la produzione di DICER nel tessuto adiposo del ricevente.

La sperimentazione sull’uomo

La fase successiva dello studio ha preso in esame volontari umani sottoposti a 6 settimane di allenamento ad intervalli ad alta intensità. Su di loro i ricercatori hanno registrato un aumento medio di cinque volte della quantità di DICER nel tessuto adiposo.

L'esercizio ha aumentato i livelli di DICER sia nei partecipanti più giovani, la cui età media era di 36 anni, sia nei partecipanti più anziani, la cui età media era 63. Tuttavia, è stata riscontrata una notevole variazione tra gli individui, che potrebbe aiutare a spiegare perché alcune persone traggono beneficio dall'esercizio fisico più di altre.

Possibili sbocchi farmacologici

«Tali scoperte suggeriscono che le persone allenate abbiano una o più molecole nel flusso sanguigno che inducano un miglioramento metabolico nel tessuto adiposo. -spiega Mori - Se riuscissimo a identificare queste molecole, potremmo indagare se esistano altri benefici dell'esercizio aerobico, come il miglioramento della salute del cuore, e pensare di convertire questa conoscenza in un farmaco».

Il team ha già fatto un passo in questa direzione restringendo il campo di approfondimento a una particolare molecola di microRNA chiamata miR-203-3p e scoprendo che questa, quando i muscoli hanno esaurito tutte le proprie riserve di glucosio durante un esercizio prolungato, segnali al tessuto adiposo di rendere disponibile più carburante. «Questa flessibilità metabolica è essenziale per una buona salute e per il miglioramento delle prestazioni», afferma Mori.

Effetti positivi della restrizione calorica

Curiosamente, una loro precedente ricerca sui topi aveva scoperto che la restrizione calorica aumenterebbe anche la produzione di miR-203-3p.

Le prove sugli animali e alcuni studi sugli esseri umani suggeriscono che limitare fortemente l'apporto calorico, ad esempio attraverso il digiuno intermittente, possa aiutare a prevenire le condizioni associate all'invecchiamento, come il diabete e le malattie cardiache .

Nelle cellule muscolari, un sensore molecolare chiamato AMPK viene attivato quando le cellule consumano grandi quantità di ATP, che è il carburante che alimenta tutte le attività delle cellule.

È noto che l'attivazione di AMPK abbia un ruolo nei benefici metabolici sia della restrizione calorica che dell'esercizio aerobico.

Nella loro ultima serie di esperimenti, i ricercatori hanno dimostrato che l'esercizio aerobico attivi l'AMPK nei muscoli e nelle cellule adipose dei topi. Questo a sua volta aumenta la produzione di DICER nelle cellule adipose per rilasciare ulteriori scorte di energia.