Die molekularen Mechanismen der positiven Wirkung von Bewegung

Exerchine sind Signalfraktionen, die als Reaktion auf akutes und/oder chronisches Training freigesetzt werden.

November 2022

Die gesundheitlichen Vorteile von körperlicher Betätigung sind allgemein anerkannt und werden in mehreren Organsystemen beobachtet. Diese wohltuenden Wirkungen verbessern die allgemeine Widerstandsfähigkeit, Gesundheit und Langlebigkeit. Allerdings sind die molekularen Mechanismen, die den positiven Auswirkungen von körperlicher Betätigung zugrunde liegen, noch immer kaum verstanden. Seit der Entdeckung im Jahr 2000, dass Muskelkontraktionen IL-6 freisetzen, hat sich die Zahl der identifizierten Signalmoleküle, die mit körperlicher Betätigung in Zusammenhang stehen, vervielfacht.

Unter Exerchinen versteht man Signalfraktionen, die als Reaktion auf akutes und/oder chronisches Training freigesetzt werden und deren Wirkung über endokrine, parakrine und/oder autokrine Wege ausgeübt wird. Eine Vielzahl von Organen, Zellen und Geweben setzen diese Faktoren frei, darunter Skelettmuskeln (Myokine), Herz (Cardiokine), Leber (Hepatokine), weißes Fettgewebe (Adipokine), braunes Fettgewebe (Baptokine) und Neuronen (Neurokine). ).

Exerchine spielen möglicherweise eine Rolle bei der Verbesserung der kardiovaskulären, metabolischen, immunologischen und neurologischen Gesundheit.

Daher haben Exerchine das Potenzial, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes mellitus Typ 2 und Fettleibigkeit zu behandeln und möglicherweise ein gesundes Altern zu fördern. Diese Übersicht fasst die Bedeutung und den aktuellen Stand der Exerkine-Forschung, die vorherrschenden Herausforderungen und zukünftige Richtungen zusammen.

Wichtige Punkte

  • Obwohl die Vorteile von körperlicher Betätigung zur Verbesserung der Gesundheit und zur Behandlung von Krankheiten bekannt sind, sind die molekularen Mechanismen, die den mit körperlicher Betätigung verbundenen Vorteilen zugrunde liegen, noch unklar und werden aktiv untersucht.
     
  • „Exerchine“ umfassen eine Vielzahl von Signalfraktionen, die als Reaktion auf akutes und/oder chronisches Training freigesetzt werden und ihre Wirkung über endokrine, parakrine und/oder autokrine Wege ausüben.
     
  • Exerchine können in vielen Formen vorkommen, beispielsweise als Hormone, Metaboliten, Proteine ​​und Nukleinsäuren; Es besteht ein zunehmendes Interesse daran, über einzelne Änderungen spezifischer Faktoren hinaus Profiländerungen mithilfe von „Omic“-Plattformen vorzunehmen.
     
  • Es besteht ein wachsendes Interesse an der Rolle extrazellulärer Vesikel, bei denen es sich um membranöse Strukturen handelt, die von Zellen freigesetzt werden und als wichtige Träger molekularer Signale und Leiter der belastungsbedingten Übersprechen zwischen Organen dienen.
     
  • Mehrere Organsysteme, darunter das Herz-Kreislauf-System, das Nervensystem und das Immunsystem, produzieren Exerchine und werden von Exerchinen beeinflusst, was wahrscheinlich zur pleiotropen und variablen Reaktion auf körperliche Betätigung beiträgt.
     
  • Neue Forschungen zu Trainingsgeräten legen mehrere vielversprechende Wege für die translationale Forschung und therapeutische Modulation nahe, um die mit Bewegung verbundenen Vorteile zu nutzen. Eine strengere Versuchsplanung wird den Vergleich zwischen Studien erleichtern.

Einführung

Unwiderlegbare Beweise belegen die Bedeutung von körperlicher Aktivität, sportlicher Betätigung und kardiorespiratorischer Fitness bei der Vorbeugung und Behandlung chronischer Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Fettleibigkeit, Diabetes mellitus Typ 2, kognitivem Verfall und vielen Krebsarten bei gleichzeitiger Verbesserung des Immunsystems , Gesundheit, Langlebigkeit und Gesundheit. Belastbarkeit 1 (Abb. 1).

Die molekularen Mechanismen der positiven Wirkung
Organe und Gewebe, die als Trainingsquelle dienen können und direkt vom Training betroffen sind. Bewegung führt zu tiefgreifenden gesundheitlichen Vorteilen, einschließlich einer Verringerung des Vorhandenseins oder der Schwere bestimmter Krankheiten sowie einer Steigerung der Gesundheitsspanne, Langlebigkeit und Belastbarkeit. DM2, Typ-2-Diabetes mellitus.

Im Gegenteil stellt körperliche Inaktivität eine erhebliche Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar, da sie mit einer erhöhten Sterblichkeit 2 und einer erheblichen wirtschaftlichen Belastung verbunden ist. Darüber hinaus verstärkt die COVID-19-Pandemie deutlich die Relevanz körperlicher Aktivität für die Gesundheit, da sich die Auswirkungen der COVID-19-bedingten Reduzierung der körperlichen Aktivität und der Zunahme von sitzendem Verhalten, insbesondere aufgrund der COVID-bedingten Quarantäne, auswirken. -19. Darüber hinaus ist körperliche Inaktivität mit einem erhöhten Risiko schwerer COVID-19-Verläufe verbunden.

Obwohl die Begriffe „Sport“ und „körperliche Aktivität“ oft synonym verwendet werden, wird Bewegung oft als absichtliche körperliche Aktivität betrachtet, wie zum Beispiel Aerobic-Training, Krafttraining oder hochintensives Intervalltraining. Im Gegenteil umfasst körperliche Aktivität sowohl sportliche Betätigung als auch regelmäßige Arbeit und/oder häusliche Aktivitäten.

Die Förderung körperlicher Aktivität bleibt eine entscheidende Maßnahme zur Verringerung der Inzidenz und Prävalenz häufiger Stoffwechselerkrankungen. In den USA wurden erstmals 1995 offizielle Richtlinien für körperliche Aktivität veröffentlicht, in denen empfohlen wurde, dass alle Erwachsenen in den USA an den meisten Tagen im Jahr mindestens 30 Minuten körperliche Aktivität mittlerer Intensität ausüben sollten. die Woche, am besten alle.

Diese Richtlinien wurden später weiterentwickelt. Im Jahr 2020 erklärte die Weltgesundheitsorganisation, dass alle Erwachsenen 150 bis 300 Minuten körperliche Aktivität mittlerer Intensität pro Woche oder 75 bis 150 Minuten körperliche Aktivität hoher Intensität pro Woche oder eine Kombination aus körperlicher Aktivität mittlerer und intensiver Intensität anstreben sollten pro Woche.

Trotz dieser Empfehlungen deuten objektive Daten von Beschleunigungsmessern für körperliche Aktivität in der US-Bevölkerung darauf hin, dass die empfohlenen Richtlinien nur unzureichend eingehalten werden. Nur 5 % der Erwachsenen in den USA üben mehr als 30 Minuten körperliche Aktivität aus. mäßige Intensität pro Tag.

Einfluss der körperlichen Belastung

Exerchine werden als Reaktion auf akutes Training ausgeschüttet, bei dem es sich normalerweise um eine einzelne Episode von Aerobic- oder Krafttraining handelt. Chronisches Training ist auch mit veränderten humoralen Faktoren verbunden, selbst im Ruhezustand, was darauf hindeutet, dass Veränderungen im Training die Auswirkungen von chronischem Training widerspiegeln könnten.

Schlussfolgerungen

Obwohl Bewegung viele positive Auswirkungen auf mehrere Organsysteme hat, ist unser Verständnis der Mechanismen, die den Nutzen von Bewegung auslösen, und der Variabilität dieser Vorteile noch rudimentär.

Ein Großteil der anfänglichen Forschung zu Exerchin konzentrierte sich auf die Skelettmuskulatur; Allerdings weitet sich die zeitgenössische Forschung mittlerweile rasch aus und umfasst nicht-skelettartige Muskelquellen und -ziele für Trainierende, die zur Erhaltung und Wiederherstellung der Gesundheit beitragen.

Trainierende werden zunehmend als entscheidende Vermittler von übungsbedingten Veränderungen und gesundheitlichen Vorteilen anerkannt, insbesondere aufgrund ihrer Rolle bei der interorganischen und systemischen Kommunikation und Koordination.

Es bleibt jedoch noch viel zu tun. Um die Übersetzung der Ergebnisse zu verbessern, sollte die Heterogenität zwischen Studien minimiert werden, indem die Expositionsvariabilität verringert und standardisierte, konsistente Ergebnismaße verwendet werden. Groß angelegte strukturierte Studien werden eine wichtige Ressource sein, um eine strukturierte Umgebung für die Beantwortung zukünftiger übungsbezogener Fragen bereitzustellen.

Zusammenfassend lässt sich sagen , dass Übungen eine vielversprechende Richtung für künftige Forschungsinitiativen sind, mit großem Potenzial als Biomarker zur Vorhersage von Ergebnissen, zur Erleichterung personalisierter Übungsprogramme zur Verbesserung der Gesundheit, zur Reduzierung von Krankheiten und zur Förderung der Widerstandsfähigkeit über die gesamte Lebensspanne.