Imitare i benefici dell’esercizio fisico con una singola molecola

La Capital Medical University, in collaborazione con l’Accademia cinese delle scienze, riferisce che la betaina, una molecola prodotta nel rene e potenziata attraverso l’esercizio fisico prolungato, funziona come un potente inibitore delle vie infiammatorie e legate all’invecchiamento.

L’attività fisica regolare migliora la salute dei sistemi cardiovascolare, metabolico e neurologico.

Gli scienziati hanno rintracciato i miglioramenti nella funzione immunitaria, nella sensibilità all’insulina, nell’eliminazione delle cellule senescenti e nella rigenerazione dei tessuti grazie all’attività fisica costante.

Precedenti studi sugli animali hanno suggerito che l’esercizio fisico a lungo termine può ritardare i processi di invecchiamento e ridurre la vulnerabilità alle malattie croniche.

Le spiegazioni molecolari precise di come l’esercizio fisico prolungato rimodella la biologia umana rimangono incomplete.

Molte indagini si sono concentrate su singoli biomarcatori o tessuti isolati, lasciando la necessità di mappe sistematiche in grado di collegare l’esercizio fisico a benefici fisiologici misurabili.

I fattori specifici in grado di imitare gli effetti protettivi dell’esercizio senza richiedere uno sforzo fisico continuo sono rimasti poco chiari.

Nello studio, “La profilazione sistematica rivela la betaina come un esercizio mimetico per la geroprotezione”, pubblicato su Cell, i ricercatori hanno progettato un’analisi multi-omica integrata per confrontare gli impatti acuti e a lungo termine dell’esercizio negli esseri umani.

Tredici giovani uomini sani hanno partecipato a un protocollo controllato, iniziando con un periodo basale di 45 giorni caratterizzato da un’attività minima.

Ognuno di loro è stato sottoposto a una singola corsa di 5 km per sondare le risposte acute, seguita da 25 giorni di corse giornaliere di 5 km per modellare l’allenamento a lungo termine.

I campioni di sangue e feci sono stati raccolti prima, subito dopo e dopo l’allenamento.

Le sessioni acute hanno provocato un’impennata dei segnali infiammatori in circolazione.

I livelli di interleuchina-6 sono aumentati bruscamente dopo una singola corsa, accompagnati da marcatori di tensione metabolica.

I test del sangue hanno rivelato aumenti degli acidi grassi non esterificati e cambiamenti nel metabolismo degli acidi biliari che indicavano un aumento della domanda di energia.

L’allenamento prolungato per diverse settimane ha modificato ulteriormente il panorama.

Le citochine circolanti, tra cui il TNF-α, si sono ritirate, gli enzimi antiossidanti si sono accumulati e le cellule immunitarie periferiche si sono spostate verso un profilo caratterizzato da più linfociti naïve e meno segni di esaurimento cellulare.

I ricercatori hanno osservato riduzioni della gamma-glutamil transferasi e dei trigliceridi, suggerendo un miglioramento della funzione metabolica insieme a un’infiammazione smorzata.

L’esercizio ripetuto ha anche portato ad un aumento della betaina circolante, un metabolita del donatore di metile precedentemente collegato alla funzione epatica ma non completamente studiato in contesti di esercizio.

La betaina sembra derivare in gran parte dalla biosintesi renale piuttosto che dai microbi intestinali.

Gli esperimenti sui topi hanno rivelato che l’allenamento sul tapis roulant induceva l’accumulo di betaina in modo più prominente nel tessuto renale.

I test funzionali hanno dimostrato che la betaina si lega e inibisce la chinasi legante il TANK 1 (TBK1), un fattore chiave dell’infiammazione e dell’invecchiamento cellulare. I saggi in vitro hanno dimostrato che la betaina sopprime l’autofosforilazione di TBK1 e riduce l’attivazione a valle dei fattori di trascrizione infiammatori come IRF3 e NF-κB.

Quando applicato alle cellule immunitarie ed endoteliali umane, il trattamento con betaina ha ridotto l’espressione di TNF-α, IL-6 e altri mediatori infiammatori.

I topi anziani che ricevevano un’integrazione di betaina hanno mostrato molteplici miglioramenti: diminuzione della fibrosi tissutale, meno marcatori di senescenza negli organi, aumento della forza muscolare e riduzione dei comportamenti simili alla depressione.

Il profilo trascrittomico del tessuto renale ha confermato la sottoregolazione dei geni legati all’infiammazione e alla senescenza.

I risultati offrono un quadro molecolare per lo sviluppo di interventi che catturano i benefici sistemici dell’esercizio fisico, includendo potenzialmente l’integrazione alimentare di betaina per sostenere un invecchiamento sano.

Mentre un integratore che imita l’esercizio fisico sarebbe probabilmente attraente per molti, potrebbe anche sbloccare alcuni benefici terapeutici urgentemente necessari dell’esercizio fisico in individui incapaci di impegnarsi in attività fisica.

Gli autori avvertono che la piccola coorte umana limita la generalizzabilità e che gli studi futuri devono confermare la sicurezza e l’efficacia negli anziani e nelle popolazioni diverse.

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