Сможет ли таблетка заменить спортивный зал?

Ученые из Центра Чарльза Перкинса при Университете Сиднея (University of Sydney's Charles Perkins Centre, Австралия) исследовали около 1000 молекулярных реакций, ассоциированных с выполнением человеком физических упражнений. Полученные данные будут использованы для создания лекарственных препаратов, имитирующих положительное влияние физической нагрузки на организм человека. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Metabolism.

Ученые впервые получили комплексную карту молекулярных реакций, происходящих в организме человека в момент выполнения упражнений.

«Физические упражнения – самый мощный метод терапии многих заболеваний человека, в том числе, сахарного диабета 2 типа, сердечно-сосудистых заболеваний и неврологических расстройств», – говорит руководитель нового исследования, профессор Дэвид Джеймс (David James) с кафедры Метаболических Систем (Leonard P. Ullmann Chair of Metabolic Systems) при Центре Чарльза Перкинса.

По словам ученого, к сожалению, физические упражнения как терапевтическую стратегию могут практиковать не все пациенты. Именно по этой причине так важно создать лекарственные препараты, имитирующие положительное влияние физической нагрузки на организм человека.

Исследователи из Университета Сиднея совместно с учеными из Университета Копенгагена (University of Copenhagen, Дания) изучили биопсии скелетных мышц четырех здоровых мужчин с низкой степенью тренированности, полученные спустя 10 минут после того, как они выполнили интенсивные физические упражнения. Используя метод масс-спектрометрии для изучения фосфорилирования белков, доктор Бенджамин Паркер (Benjamin Parker), один из соавторов исследования, продемонстрировал, что краткосрочная интенсивная физическая нагрузка вызывает более 1000 изменений в клетках человека.

Большинство традиционных лекарственных препаратов таргетно воздействует на отдельные молекулы. Полученная учеными карта молекулярных реакций, происходящих в организме человека в момент выполнения им физических упражнений, демонстрирует, что любой лекарственный препарат, имитирующий выполнение человеком физических упражнений, должен будет воздействовать на множество молекул и, возможно, на несколько сигнальных путей.

До этого исследования большинство изменений, обнаруженных учеными, никогда ранее не связывали с выполнением человеком физических упражнений.

По словам доктора Нолана Хоффмана (Nolan Hoffman) из Центра Чарльза Перкинса, одного из соавторов исследования, сотрудника факультета естественных наук, выполнение физических упражнений вызывает очень сложный каскад реакций в человеческой мышце. «Они играют важную роль в контроле метаболизма энергии в организме и чувствительности тканей к инсулину», – говорит ученый.

«Большинство традиционных лекарственных препаратов таргетно воздействует на отдельные молекулы. С помощью карты молекулярных реакций, происходящих в организме человека в момент выполнения им физических упражнений, мы продемонстрировали, что любой лекарственный препарат, имитирующий выполнение человеком физических упражнений, будет таргетно воздействовать на несколько молекул и, возможно, на несколько сигнальных путей, представляющих собой группу взаимодействующих друг с другом молекул. Мы считаем, что это является ключом к созданию медикаментозного лечения, позволяющего имитировать физические упражнения», – говорит профессор Джеймс.

Полученные учеными данные отражают сложность ответа организма человека на физические упражнения: лекарственный препарат будет должен воздействовать не на один, а на множество процессов. По мнению Джеймса, полученные учеными результаты можно сравнить с дорожной картой, которая поможет специалистам в будущих исследованиях.

Ученые скоро создадут лекарственные препараты, которые имитируют выполнение человеком физических упражнений. (фото: © arthurhidden / Fotolia)

По материалам University of Sydney

Оригинальная статья:
Nolan J. Hoffman, Benjamin L. Parker, Rima Chaudhuri, Kelsey H. Fisher-Wellman, Maximilian Kleinert, Sean J. Humphrey, Pengyi Yang, Mira Holliday, Sophie Trefely, Daniel J. Fazakerley, Jacqueline Stöckli, James G. Burchfield, Thomas E. Jensen, Raja Jothi, Bente Kiens, Jørgen F.p. Wojtaszewski, Erik A. Richter, David E. James. Global Phosphoproteomic Analysis of Human Skeletal Muscle Reveals a Network of Exercise-Regulated Kinases and AMPK Substrates. Cell Metabolism, 2015 DOI: 10.1016/j.cmet.2015.09.001