Dobrze wyćwiczone mięśnie produkują enzym, który pomaga wydalać z organizmu szkodliwe substancje gromadzące się na skutek stresu. Powyższy wniosek został sformułowany w wyniku nowego badania na myszach, które wyjaśnia kluczową rolę białka PGC-1alfa1. Białko to pośredniczy w przyroście mięśni szkieletowych w odpowiedzi na wysiłek fizyczny i uczestniczy w filtrowaniu krwi z substancji chemicznych, które mogą uszkodzić mózg.

Ćwiczenia fizyczne przynoszą wiele korzyści dla zdrowia, a jak się niedawno okazało chronią również przed depresją związaną ze stresem. Mechanizm tego naturalnego systemu ochrony został odkryty przez naukowców ze szwedzkiego Instytutu Karolinska w Sztokholmie w drodze badania, które opisali w czasopiśmie Cell. Zgodnie z wnioskami autorów artykułu aktywność fizyczna powoduje zmiany w mięśniach szkieletowych, które wpływają na filtrowanie związków szkodliwych dla funkcjonowania mózgu, gromadzących się we krwi w czasie stresu.

“Z neurobiologicznego punktu widzenia nie wiemy jeszcze tak naprawdę, co to jest depresja”, podkreśla Mia Lindskog, naukowiec z Instytutu Karolinska, biorąca udział w przeprowadzonych doświadczeniach. “Nasze badanie to następny element wielkiej układanki, dostarcza bowiem kolejną porcję wiedzy na temat tego zaburzenia psychicznego, wyjaśniając istotę ochronnych, biochemicznych zmian indukowanych przez aktywność fizyczną, które są w stanie zapobiegać uszkodzeniu mózgu w sytuacjach stresowych”.

W przedmiotowym doświadczeniu naukowcy wykorzystali genetycznie zmodyfikowane myszy, mające wysoki poziom białka PGC-1alfa1, które pośredniczy w procesach biochemicznych powodujących przyrost mięśni szkieletowych w reakcji na ćwiczenia fizyczne. Gryzonie te, wraz z innymi niezmodyfikowanymi osobnikami stanowiącymi grupę kontrolną, narażono na stresujące bodźce środowiskowe, takie jak duży hałas, błyski światła i odwrócenie rytmu okołodobowego w regularnych odstępach czasu.

Po pięciu tygodniach łagodnego stresu myszy z grupy kontrolnej odznaczały się zachowaniem depresyjnym, podczas gdy u myszy genetycznie zmodyfikowanych ten objaw się nie pojawił. Analiza wyników wykazała, że wysokiemu poziomowi białka PGC-1alfa1 towarzyszył wyższy poziom enzymu zwanego KAT, który odgrywa zasadniczą rolę biochemiczną – przekształca kinureninę, która wytwarzana jest podczas sytuacji stresowych, w kwas kynureninowy, substancję, która nie może przedostać się z krwi do mózgu. Jeśli brakuje enzymu KAT, kinurenina nie ulega przekształceniu i się odkłada.

Odkrycie powyższej zależności spowodowało, że naukowcy wysunęli hipotezę, że to właśnie kinurenina uszkadza mózg. Została ona potwierdzona w kolejnym przeprowadzonym doświadczeniu, podczas którego ten związek chemiczny podano badanym myszom. Wynik był następujący: myszy z grupy kontrolnej przejawiały oznaki depresji, natomiast osobniki zmodyfikowane genetycznie, będące zatem w stanie przekształcić kinureninę – nie.

“Nasza wstępna hipoteza była taka, że wytrenowane mięśnie produkowałyby substancję korzystnie działającą na mózg”, wyjaśnia Jorge Ruas, który koordynował przedmiotowe badania. “W rzeczywistości odkryliśmy odwrotny mechanizm: dobrze wyćwiczone mięśnie produkują enzym, który pomaga wydalać z organizmu szkodliwe substancje. W tym kontekście zatem funkcja mięśni podobna jest do działania nerek lub wątroby. Możliwe, że nasza praca naukowa otworzy drogę do badań nad nową substancją farmakologicznie czynną skuteczną w leczeniu depresji, w którym właśnie, obok metod terapeutycznych, miałaby również znaczenie funkcja mięśni szkieletowych”.

Źródło: Cell