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Um artigo recente publicado no Revista de Fisiologia aprofundou o caso dos efeitos promotores da juventude do exercício em organismos envelhecidos, com base em trabalhos anteriores feitos com ratos de laboratório próximos ao fim de sua vida útil natural que tinham acesso a uma roda de exercícios com pesos.
O artigo densamente detalhado, “Uma assinatura molecular que define a adaptação ao exercício com o envelhecimento e a reprogramação parcial in vivo no músculo esquelético”, lista 16 coautores, seis dos quais são afiliados à U of A. O autor correspondente é Kevin Murach, um professor assistente no Departamento de Saúde, Desempenho Humano e Recreação da U de A, e o primeiro autor é Ronald G. Jones III, Ph.D. aluno do Laboratório de Regulação de Massa Muscular Molecular de Murach.
Para este artigo, os pesquisadores compararam camundongos idosos que tiveram acesso a uma roda de exercícios com pesos com camundongos que passaram por reprogramação epigenética por meio da expressão de fatores Yamanaka.
Os fatores Yamanaka são quatro fatores de transcrição de proteínas (identificados como Out3/4, Sox2, Klf4 e c-Myc, muitas vezes abreviado para OKSM) que pode reverter células altamente específicas (como uma célula da pele) de volta a uma célula-tronco, que é um estado mais jovem e mais adaptável. O Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina foi concedido ao Dr. Shinya Yamanaka por essa descoberta em 2012. Nas dosagens corretas, induzir os fatores Yamanaka por todo o corpo em roedores pode melhorar as marcas do envelhecimento, imitando a adaptabilidade que é comum aos mais jovens células.
Dos quatro fatores, Meu c é induzida pelo exercício do músculo esquelético. Meu c pode servir como um estímulo de reprogramação naturalmente induzido no músculo, tornando-se um ponto útil de comparação entre as células que foram reprogramadas por meio da superexpressão dos fatores de Yamanaka e as células que foram reprogramadas por meio do exercício – “reprogramação” no último caso, refletindo como um estímulo ambiental pode alterar a acessibilidade e a expressão dos genes.
Os pesquisadores compararam o músculo esquelético de camundongos que foram autorizados a se exercitar no final da vida com o músculo esquelético de camundongos que superexpressaram OKSM em seus músculos, bem como a camundongos geneticamente modificados limitados à superexpressão de apenas Meu c em seus músculos.
Por fim, a equipe determinou que o exercício promove um perfil molecular consistente com a programação epigenética parcial. Ou seja: o exercício pode imitar aspectos do perfil molecular de músculos que foram expostos a fatores Yamanaka (exibindo assim características moleculares de células mais jovens). Este efeito benéfico do exercício pode, em parte, ser atribuído às ações específicas de Meu c no músculo.
Embora seja fácil supor que algum dia poderemos manipular Meu c nos músculos para obter os efeitos do exercício, poupando-nos assim do trabalho árduo real, Murach adverte que seria a conclusão errada a tirar.
Primeiro, Meu c nunca seria capaz de replicar todos os efeitos a jusante que o exercício tem em todo o corpo. É também a causa de tumores e cânceres, portanto, há perigos inerentes à manipulação de sua expressão. Em vez disso, Murach pensa em manipular Meu c pode ser melhor empregado como uma estratégia experimental para entender como restaurar a adaptação ao exercício para músculos antigos que mostram uma capacidade de resposta em declínio. Possivelmente, também poderia ser um meio de sobrecarregar a resposta ao exercício de astronautas em gravidade zero ou pessoas confinadas ao repouso na cama que têm apenas uma capacidade limitada de exercício. Meu c tem muitos efeitos, bons e ruins, portanto, definir os benéficos pode levar a uma terapêutica segura que pode ser eficaz para os humanos no futuro.
Murach vê sua pesquisa como uma validação adicional do exercício como uma polipílula. “O exercício é a droga mais poderosa que temos”, diz ele, e deve ser considerado um tratamento que melhora a saúde – e potencialmente prolonga a vida – junto com medicamentos e uma dieta saudável.
Os co-autores de Murach e Jones na U of A incluíram o professor de ciências do exercício Nicholas Greene, bem como os pesquisadores contribuintes Francielly Morena Da Silva, Seongkyun Lim e Sabin Khadgi.
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