Bagaimana Olahraga Jangka Panjang Membentuk Kembali Lanskap Endokrin Antar Organ

Para ilmuwan dari Molecular Transducers of Physical Activity Consortium (MoTrPAC) telah mempresentasikan studi multisistem pertama yang menunjukkan bagaimana latihan ketahanan rutin mengubah jaringan pensinyalan endokrin antar jaringan pada tingkat molekuler. Penelitian yang dipimpin oleh Cheehoon Ahn dan rekan-rekannya ini diterbitkan dalam jurnal Molecular Metabolism.

Mengapa ini penting?

Aktivitas fisik telah lama dikenal sebagai faktor ampuh dalam mencegah penyakit kardiovaskular dan metabolik. Namun, sebagian besar penelitian hanya berfokus pada perubahan pada otot rangka atau jantung. Para penulis melangkah lebih jauh dengan bertanya: jaringan mana yang "mengirim" sinyal (ekserkin) dan bagaimana mereka mengoordinasikan manfaat olahraga pada tingkat keseluruhan organisme?

Desain eksperimental

• Model dan protokol: Tikus jantan menjalani latihan treadmill ketahanan selama 8 minggu - lima kali sehari, dikontrol oleh kecepatan dan waktu. Kelompok kontrol mempertahankan gaya hidup yang tidak banyak bergerak.
• Analisis multisistem: sebelum dan sesudah intervensi, analisis transkriptomik (snRNA-seq) dan proteomik (LC-MS/MS) terperinci dari 16 jaringan utama dilakukan: otot rangka dan jantung, hati, ginjal, pankreas, berbagai depot jaringan adiposa (subkutan, viseral), serta paru-paru, limpa, dan otak.
• Menyimpulkan hubungan antarorgan: Algoritma QENIE dan GD-CAT memungkinkan penghitungan kekuatan dan arah “huruf” endokrin antar jaringan berdasarkan tingkat protein yang disekresikan dan reseptornya.

Penemuan Utama

1. Jaringan adiposa subkutan adalah “tukang pos” utama

   • Setelah pelatihan, lemak subkutan menunjukkan jumlah dan kadar faktor sekresi tertinggi yang diarahkan ke organ lain. Di antaranya adalah apotenin, faktor pertumbuhan, dan protein pengikat kolagen.

2. Matriks ekstraseluler sebagai mediator universal

   • Gen dan protein yang terkait dengan sintesis dan remodeling matriks ekstraseluler (kolagen I/III, lamin, fibronektin) ditemukan sebagai "pembawa pesan" global untuk efek latihan di semua jaringan. Hal ini menunjukkan pentingnya mikrostruktur jaringan ikat dalam adaptasi terhadap beban.

3. Molekul sinyal Wnt

   • Beberapa anggota keluarga Wnt (Wnt5a, Wnt7b) telah terbukti bertindak sebagai jembatan molekuler antara otot, hati, dan jaringan adiposa, yang mungkin mengatur pertumbuhan kapiler dan metabolisme glukosa.

4. Organ Pengatur Respons

   • Selain lemak dan otot, hati dan jantung secara aktif mengirimkan “surat” kembali ke otot dan otak, membentuk lingkaran umpan balik tertutup yang meningkatkan metabolisme energi dan ketahanan terhadap stres.

Perspektif praktis

• Mencari biomarker baru. Protein pembawa pesan yang disekresikan dapat dipelajari sebagai indikator efektivitas latihan atau sinyal awal kelelahan.
• Terapi "latihan tanpa menahan beban": Ekserkin yang teridentifikasi (misalnya ligan Wnt spesifik) dapat menjadi dasar "pil latihan" untuk pasien yang tidak banyak bergerak.
• Personalisasi program latihan. Atlas koneksi antarorgan akan membantu menyesuaikan intensitas dan durasi beban dengan reaksi jaringan individual.

Kesimpulan

Studi ini menyoroti bahwa lari dan latihan ketahanan lainnya bukan sekadar pemompaan otot, tetapi juga aktivasi endokrin yang kuat pada hampir semua organ. Peta exerkine yang dibuat oleh MoTrPAC akan membuka jalan bagi strategi diagnostik dan terapeutik baru untuk membantu memaksimalkan manfaat olahraga.