Beweging-in-een-pil verhoogt atletisch uithoudingsvermogen met 70 procent.


SALK INSTITUTE

Elke week verschijnt er wel een verhaal over de gezondheidsvoordelen van lopen. Dat is geweldig - maar wat als je niet kan lopen? Voor ouderen, mensen met obesitas of een andere bepreking, zijn de beloningen van aerobische oefeningen een mythe.

Wetenschappers van het Salk Instituut, die voortbouwen op eerdere onderzoeken, hebben ontdekt hoe muizen met weinig beweging kunnen worden geactiveerd door een chemische verbinding die de gunstige effecten van bewegen nabootsen, met inbegrip van verhoogde vetverbranding en uithoudingsvermogen. De studie, die op 2 mei 2017 verscheen in Cell Metabolism, verdiept niet alleen ons begrip van aŽrobe duurzaamheid, maar biedt ook mensen met hartaandoeningen, longziekten, type 2 diabetes of andere gezondheidsbeperkingen hoop.

"Het is bekend dat mensen hun aŽrobe toestand kunnen verbeteren door middel van training," zegt senior auteur Ronald Evans, onderzoeker aan het Howard Hughes Medical Institute en houder van Salk's March of Dimes Chair in Molecular and Developmental Biology. "De vraag voor ons was: hoe werkt het uithoudingsvermogen? En als we de wetenschap echt begrijpen kunnen we bewegen door een geneesmiddel vervangen.Ē

Het ontwikkelen van uithoudingsvermogen betekent dat men gedurende een langere periode aerobische activiteiten blijft uitvoeren. Naarmate mensen fitter worden, verschuiven hun spieren van verbranding van koolhydraten (glucose) naar het verbranden van vet. Zo gingen onderzoekers ervan uit dat uithoudingsvermogen een gevolg is van het toenemend vermogen van het lichaam om vet te verbranden, hoewel details van het proces tot nu toe onduidelijk waren. Vorig onderzoek van het Evans lab op een gen genaamd PPAR delta (PPARD) bood intrigerende aanwijzingen: muizen die genetisch gemanipuleerd zijn om permanent PPARD te bezitten werden lange afstandslopers die resistent waren tegen gewichtstoename en zeer responsief op insuline - alle kwaliteiten die verband houden met fysieke fitness. Het team constateerde dat een chemische verbinding genaamd GW1516 (GW) op dezelfde manier PPARD stimuleerde, daar zij de insuline-responsiviteit en het gewicht van de gemanipuleerde muizen beÔnvloedde. GW had geen invloed op het uithoudingsvermogen tenzij gekoppeld aan dagelijkse oefening wat voorbij ging aan het doel van de studie.

In het huidig onderzoek gaf het Salk-team een hogere dosis GW voor een langere periode (8 weken in plaats van 4), aan normale muizen. Zowel de muizen die het middel hadden gekregen als de muizen met normale beweging werden onderworpen aan tests in tredmolens om hun uithoudingsvermogen tot uitputting na te gaan.

Muizen in de controlegroep liepen ongeveer 160 minuten vooraleer zij uitgeput waren. Muizen met het geneesmiddel konden het echter ongeveer 270 minuten uithouden - ongeveer 70 procent langer. Voor beide groepen gold uitputting wanneer de bloedglucose (glucose) was gedaald tot ongeveer 70 mg/dl, wat suggereert dat lage glucosespiegels (hypoglykemie) verantwoordelijk zijn voor vermoeidheid.

Om te begrijpen wat er op het moleculaire niveau gebeurde, vergeleek het team de genuitdrukking in een grote spier van muizen. Ze vonden 975 genen waarvan de expressie veranderde in reactie op het geneesmiddel, ofwel onderdrukt of verhoogd werd. Genen waarvan de expressie verantwoordelijk was voor het afbreken en verbranden van vet. Verrassend genoeg waren genen die onderdrukt werden, gerelateerd aan het afbreken van koolhydraten voor energie. Dit betekent dat PPARD voorkomt dat suiker een energiebron in de spier wordt tijdens de oefening, mogelijk om suiker voor de hersenen te behouden. Het activeren van vetverbranding duurt langer dan het verbranden van suiker. Daarom gebruikt het lichaam meestal glucose, tenzij het een dwingende reden heeft om de hersenfunctie niet te gebruiken tijdens perioden van hoge energieprestaties. Hoewel de spieren suiker of vet kunnen verbranden, hebben de hersenen een voorkeur voor suiker, wat verklaart waarom hardlopers die 'de grens bereiken' zowel fysieke als mentale vermoeidheid ervaren wanneer ze hun glucosereserve gebruiken.

"Deze studie suggereert dat het verbranden van vet minder een aandrijver van uithouding is dan een compesator om glucose te behouden,Ē zegt Michael Downes, senior wetenschapper van Salk en mede-auteur van de studie. "PPARD onderdrukt alle elementen die betrokken zijn bij het metabolisme van de suiker in de spier, zodat glucose kan worden doorgestuurd naar de hersenen, waardoor de hersenfunctie wordt behouden."

Interessant is ook dat de muizen die het oefeningsmiddel namen geen last hadden van de fysiologische veranderingen die meestal het gevolg zijn van aerobic fitness: extra mitochondria, meer bloedvaten en een verschuiving naar het type spiervezels die vet verbranden in plaats van suiker. Dit laat zien dat trainen niet uitsluitend aŽroob uithoudingsvermogen aandrijft; het kan ook worden bereikt door een genetische route chemisch te activeren. Naast een verhoogd uithoudingsvermogen bij de muizen die het geneesmiddel kregen trad er ook resistentie op tegen gewichtstoename en meer responsie op insuline.

"Oefening activeert PPARD, maar we laten zien dat hetzelfde kan bereikt worden zonder mechanische training. Het betekent dat men het uithoudingsvermogen zonder fysieke inspanning op gelijkwaardig niveau kan verbeteren als van iemand die ervoor traint," zegt Weiwei Fan, Salk Onderzoeksassistent en hoofdauteur van de studie.

Hoewel de laboratoriumstudies op muizen werden uitgevoerd, zijn farmaceutische bedrijven geÔnteresseerd in het gebruik van het onderzoek om klinische studies voor mensen te ontwikkelen. Het team kan een aantal therapeutische toepassingen voor een voorgeschreven geneesmiddel op basis van GW voorstellen, voor het verhogen van vetverbranding, voor mensen met obesitas of type 2 diabetes; om hun fitness voor en na de operatie te verbeteren.

Vertaling: Andre Teirlinck


Naar het overige nieuws en artikelen van vandaag


Omega 3 algen

Multivitamine

Spirulina

Probiotica