Projekt EXGENESIS rzuca światło na korzyści dla zdrowia wynikające z regularnych ćwiczeń fizycznych
Coraz bardziej widoczny w Europie staje się problem chorób przewlekłych, a wśród nich schorzeń serca, otyłości i cukrzycy typu 2. Dlatego też badacze starają się opracować działania niezbędne do opanowania tego szerzącego się problemu. Kluczowe znacznie w projekcie EXGENESIS (Korzyści dla zdrowia wynikające z aktywności fizycznej: identyfikacja genów i ścieżek sygnałowych pełniących rolę w generowaniu efektów ćwiczeń fizycznych na insulinooporność, otyłość i zespół metaboliczny) ma poszerzenie wiedzy naukowców na temat mechanizmów leżących u podstaw korzystnego wpływu ćwiczeń. Projekt ten, wspierany w ramach Szóstego programu ramowego (6PR), otrzymał dofinansowanie w wysokości 12,7 miliona euro. Wiadomo, że człowiek jest w stanie samodzielnie chronić swój organizm przed chorobami, poprzez regularne ćwiczenia i zdrowe odżywianie; jednak molekularne mechanizmy, kryjące się za korzyściami płynącymi z aktywności fizycznej, do tej pory pozostawały niejasne. Celem liczącego 25 członków konsorcjum EXGENESIS jest wyjaśnienie tych mechanizmów przy zastosowaniu szeregu wielodyscyplinarnych metod. "Już wcześniej było wiadomo, że regularne wykonywanie ćwiczeń chroni przed rozwojem insulinooporności i cukrzycy typu 2, jednak wiedza na temat mechanizmów molekularnych leżących u podstaw efektów ćwiczeń pozostawała niewielka" - wyjaśnił profesor Grahame Hardie, szef działu fizjologii molekularnej w College of Life Sciences przy Uniwersytecie Dundee w Wielkiej Brytanii. "Pomyśleliśmy, że po odkryciu pewnych ścieżek uaktywnianych poprzez ćwiczenia fizyczne, a szczególnie ścieżki sygnałowej AMPK (kinaza białek zależna od AMP), uzyskaliśmy punkt wyjścia dla poszukiwań odpowiedzi" - powiedział profesor Hardie w rozmowie z CORDIS News. U ludzi regularnie wykonujących ćwiczenia fizyczne ryzyko rozwinięcia się cukrzycy typu 2 jest niższe o 50%. Ponadto badania wykazują, że ćwiczenia mogą wydłużyć życie nawet o pięć lat. Profesor Hardie wyjaśnił, że ścieżka AMPK została niedawno zidentyfikowana jako prawdopodobny cel dla metforminy, współczesnego leku, który obecnie jest podstawowym orężem w leczeniu cukrzycy typu 2, i który jest pochodną ziołowego lekarstwa znanego już przed wieloma setkami lat. Uruchomiony w 2005 r. projekt EXGENESIS - wielodyscyplinarne badanie, które czerpało z wyników współpracy pomiędzy uniwersytetami, instytutami badawczymi, szpitalami oraz małymi i średnimi przedsiębiorstwami (MŚP), ma już na swoim koncie kilka ważnych osiągnięć i odkryć. "Uczestnicy projektu badali związki pomiędzy aktywnością fizyczną, a insulinoopornością, cukrzycą typu 2 i homeostazą glukozy, stosując bardzo różne podejścia; począwszy od analizy najbardziej podstawowych systemów biochemicznych i molekularnych, a skończywszy na badaniach ochotników i zwierząt. W części z udziałem ludzi przeprowadzono fizjologiczne i epidemiologiczne badania na osobach zdrowych i na osobach z ryzykiem wykształcenia się u nich cukrzycy typu 2" - wyjaśnił profesor Hardie. W obszarze epidemiologii genetycznej partnerzy projektu zidentyfikowali co najmniej 16 nowych genów predysponujących do zachorowania na cukrzycę typu 2. "Interesujące jest to, że w przypadkach, w których znana jest funkcja tych genów, większość z nich zdaje się mieć swój udział w regulowaniu wydzielania insuliny, a niewiele ma potencjalny wpływ na działanie insuliny i insulinooporność" - powiedział profesor Hardie. "Stanowi to potwierdzenie koncepcji, zgodnie z którą insulinooporność, będąca zaburzeniem leżącym u podstaw cukrzycy typu 2, nie jest skutkiem działania czynników genetycznych, ale środowiskowych, do których zalicza się aktywność fizyczną" - dodał. Dzięki przeprowadzonym badaniom naukowcy wiedzą teraz, w jaki sposób dwa równoległe mechanizmy uaktywniają ścieżkę AMPK podczas ćwiczeń fizycznych. "W jednym z nich zwiększa się poziom jonów wapnia, o którym wiadomo, że pojawia się w początkowych fazach skurczu mięśni" - powiedział profesor Hardie w rozmowie z CORDIS News. "W drugim ma miejsce wzrost poziomów molekuły sygnałowej AMP (monofosforan adenozyny), która może pojawić się w późniejszej fazie, gdy mięsień zużyje swój zapas ATP (trifosforan adenozyny) i zaczyna się męczyć". Partnerom projektu udało się określić molekularny model struktury AMPK w złożeniu z AMP. "Możliwe, że odkrycia te w późniejszym czasie doprowadzą do opracowania nowych leków, które będą dawać podobne korzyści, co ćwiczenia fizyczne" - podkreślił profesor Hardie. "Poza tym lepiej teraz rozumiemy, w jaki sposób aktywacja AMPK stymuluje pobieranie glukozy przez mięśnie" - dodał. "Jest to ważne, ponieważ zwiększony dopływ glukozy do mięśnia to jedna z korzyści wynikających z wykonywania ćwiczeń, zwłaszcza u pacjentów z cukrzycą typu 2, u których występuje wysoki poziom glukozy we krwi". Po zakończeniu projektu EXGENESIS w grudniu 2009 r. jego partnerzy rozpowszechnią wyniki swoich badań za pośrednictwem publikacji naukowych i innych środków przekazu. "Mamy nadzieję, że uzyskane przez nas wyniki przyczynią się za jakiś czas do poprawy stanu zdrowia całej populacji, i będą stanowiły punkt wyjścia do powstania nowych leków, lepiej opracowanych ćwiczeń interwencyjnych w terapii, lepszego ukierunkowania leczenia na pacjentów z ryzykiem zachorowania oraz dla zachęcania rządów europejskich do wdrażania polityk promujących większą aktywność fizyczną w społeczeństwach" - podsumował profesor Hardie.