Dans une revue récente publiée dans la revue Transduction du signal et thérapie ciblée, les chercheurs ont examiné les vivant des preuves sur la transduction du signal à travers divers tissus induite par les « exerkines », un groupe de molécules libérées pendant l’exercice. Ils ont mis en évidence le potentiel préventif et thérapeutique de la signalisation exerkine. Ils ont exploré les mécanismes moléculaires de la sécrétion des exerkines, les voies de signalisation et leurs implications dans la prévention et le traitement des maladies.
Revoir: Aperçus moléculaires de la thérapie par l’exercice dans la prévention et le traitement des maladies. Crédit d’image : BGStock72/Shutterstock
Arrière-plan
L’inactivité physique est liée à diverses maladies chroniques, alors que l’activité physique est connue pour contribuer à les prévenir. L’entraînement physique, impliquant des périodes d’activité structurées et répétées, constitue une intervention rentable pour améliorer la santé et prévenir des maladies telles que le cancer, les maladies cardiovasculaires, métaboliques et neurodégénératives. L’exercice intense régule les paramètres physiologiques pour répondre aux demandes des tissus actifs, conduisant à des adaptations tissulaires à long terme qui améliorent et protègent la santé globale. Malgré les avantages connus, les mécanismes moléculaires de ces adaptations ne sont pas entièrement compris.
Les chercheurs ont identifié des exerkines, des molécules induites par l’exercice qui assurent la médiation de la communication tissulaire et conduisent aux adaptations. Comprendre la cinétique et la dynamique des exerkines est crucial pour optimiser la prescription d’exercices pour la prévention et le traitement des maladies et pour développer des produits pharmaceutiques imitant l’exercice. Dans la présente revue, les chercheurs ont exploré les effets de l’exercice sur la santé à l’échelle des tissus, en se concentrant sur les mécanismes cellulaires et les voies de signalisation des exerkines et leur pertinence clinique.
Que sont les exercices ?
Les exerkines varient en termes de structure moléculaire, notamment les peptides, les protéines, les métabolites, les lipides et les acides nucléiques, et peuvent être classées selon leur fonction en hormones, cytokines ou chimiokines. Les peptides et les protéines jouent un rôle central dans la communication intercellulaire, et des centaines d’entre eux sont identifiés comme étant mobilisés par l’exercice, influençant les résultats en matière de santé, tels que les effets anti-obésité et antidiabétiques. Les métabolites tels que le lactate et le succinate jouent également un rôle de signalisation, contribuant au remodelage tissulaire et à l’équilibre énergétique systémique. Les acides ribonucléiques (ARN) non codants régulent l’expression des gènes et contribuent aux adaptations induites par l’exercice dans les tissus comme les muscles et le cœur, avec des applications thérapeutiques potentielles.
Thérapie moléculaire par l’exercice : mode d’action et implications cliniques des molécules de signalisation induites par l’exercice (exerkines). L’effet des exerkines sur l’organisme humain peut être largement divisé en cinétique des exerkines et dynamique des exerkines. Lors d’un exercice aigu, de nombreuses exerkines sont sécrétées de manière autocrine, paracrine et/ou endocrinienne. Dans le cas de la sécrétion endocrinienne, ces exerkines sont distribuées dans tout l’organisme humain, les rendant disponibles pour des tissus cibles distincts. L’intensité et la durée d’un effet d’exerkine sont dictées par la concentration d’exerkine au fil du temps (aire sous la courbe, AUC), qui, en cas de sécrétion endocrinienne, peut être quantifiée en taux plasmatiques d’exerkine. Pour la sécrétion autocrine et paracrine, la microdialyse ou d’autres techniques d’isolement des fluides extracellulaires permettent une quantification précise des concentrations d’exerkine spécifiques aux tissus et la détermination des courbes concentration-temps d’exerkine. Il convient de noter que les exerkines pourraient également être soumises à une métabolisation et à une élimination via des voies distinctes. Une fois les exerkines sécrétées, elles interagissent avec les cellules cibles de manière dépendante ou indépendante du récepteur. Pour les interactions dépendantes du récepteur, l’effet sur les cellules cibles dépend des caractéristiques précises du récepteur cible et de l’interaction exerkine-récepteur. L’activité intrinsèque d’un exerkine (agonisme ou antagonisme), son affinité pour le récepteur cible et la densité des récepteurs sur les cellules cibles dictent les relations dose-réponse pour les paires de récepteurs exerkine-exerkine qui déterminent la puissance et l’efficacité d’un exerkine. Pour les mécanismes indépendants des récepteurs, la diffusion passive à travers la membrane cellulaire, les transporteurs transmembranaires et l’absorption d’exerkines médiée par les vésicules extracellulaires (EV) ont été décrites. Une fois que les exerkines sont entrées dans l’espace intracellulaire, elles peuvent déclencher de manière distincte la transduction du signal et les processus d’adaptation ultérieurs. Ces caractéristiques moléculaires ainsi que les différences interindividuelles dans l’état de santé et les habitudes de vie (par exemple, régime alimentaire, exercice, comportement de sommeil) déterminent l’ampleur de l’adaptation des tissus. Le transfert des connaissances mécanistiques sur la cinétique et la dynamique des exerkines dans le contexte de la maladie a des implications cliniques prometteuses, par exemple dans la prévention des maladies, la thérapie par l’exercice ciblée et le développement de nouveaux produits pharmaceutiques inspirés de l’exercice (c’est-à-dire les mimétiques de l’exercice). Créé avec BioRender.com
Les exerkines sont sécrétées par divers mécanismes, notamment la voie réticulum endoplasmique-Golgi pour les protéines et l’action de masse pour les métabolites. Les vésicules extracellulaires sont un autre mode de sécrétion important, protégeant les exerkines de la dégradation et permettant la communication tissulaire à distance. Une fois sécrétées, les exerkines peuvent signaler localement ou systémiquement, traversant parfois des barrières comme la barrière hémato-encéphalique pour affecter le système nerveux central (SNC).
Transduction du signal induite par l’Exerkine et adaptation des tissus biologiques
Le processus d’adaptation tissulaire médiée par l’exerkine implique des mécanismes de transduction de signal dépendants et indépendants du récepteur. Les mécanismes dépendants des récepteurs impliquent des récepteurs cellulaires spécifiques, tels que les récepteurs couplés aux protéines G, les récepteurs à tyrosine kinase ou les récepteurs de cytokines. D’un autre côté, les mécanismes indépendants des récepteurs impliquent des interactions avec les cellules cibles d’une manière qui ne nécessite pas de récepteurs spécifiques.
L’adaptation tissulaire médiée par l’Exerkine a été largement étudiée dans divers tissus, notamment le muscle squelettique, le muscle cardiaque et le tissu adipeux blanc. Les exercices contribuent aux adaptations d’endurance, aux effets anti-sarcopéniques et aux améliorations métaboliques des muscles squelettiques. Le muscle cardiaque présente des adaptations en réponse à l’exercice, notamment une hypertrophie myocardique et une amélioration de la fonction cardiaque, médiées par l’apéline, la neuréguline 1 et les exerkines de type météorine (METRNL). Dans le tissu adipeux blanc, les exerkines comme l’irisine et le METRNL induisent un brunissement du tissu adipeux, entraînant des améliorations métaboliques et une réduction des complications liées à l’obésité. Les exerkines comme l’acide β-aminoisobutyrique (L-BAIBA) et l’irisine présentent un potentiel d’adaptation ostéogénique, offrant des voies thérapeutiques pour la perte osseuse liée à l’âge, tandis que la contrainte mécanique déclenche une lipolyse locale qui facilite l’ostéogenèse. Les exerkines ont un impact sur la fonction du SNC via des mécanismes impliquant le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) et l’angiogenèse, tandis que les nerfs périphériques subissent une adaptation tissulaire influencée par des facteurs sécrétés par les muscles comme la neurturine.
Des études animales révèlent des effets des récepteurs exerkines à l’échelle des tissus, reliant l’exercice à des résultats spécifiques aux tissus. Bien que prometteuses pour le traitement, peu d’études traduisent les résultats chez l’homme, entravées par des contraintes éthiques. Le blocage pharmacologique et les techniques d’imagerie ouvrent des perspectives pour la recherche humaine, les anticorps monoclonaux potentiels étant prometteurs.
Aperçu des récepteurs exerkine étudiés dans des essais sur l’homme. En raison des contraintes méthodologiques et éthiques des études sur l’exercice mécaniste chez l’homme, l’activation des récepteurs exerkines est plus difficile à étudier chez l’homme que chez l’animal. Les tissus cibles d’Exerkine qui ont été étudiés chez l’homme comprennent le tissu musculaire cardiaque et le tissu adipeux épicardique (a), les neutrophiles, les cellules tueuses naturelles et les cellules dendritiques (b) et le tissu adipeux viscéral (c). Récepteur de l’interleukine-6 de l’IL-6R, récepteur de l’interleukine-8 de l’IL-8R, cellule tueuse naturelle des cellules NK, cellule dendritique DC, récepteur de l’interleukine 6 de l’IL-6R, récepteur de l’interleukine 8 de l’IL-8R. Créé avec BioRender.com
Thérapie par l’exercice dans la prévention et le traitement des maladies
La thérapie par l’exercice offre des avantages préventifs et thérapeutiques pour diverses maladies, affectant simultanément plusieurs systèmes organiques. Des études précliniques mettent en évidence le rôle des exerkines dans les maladies et le cancer métaboliques, cardiovasculaires, neurologiques et musculo-squelettiques. Les preuves translationnelles soutiennent le potentiel thérapeutique des exerkines dans des conditions telles que l’obésité, le diabète de type 2, les maladies cardiovasculaires et les troubles neurodégénératifs. Les essais cliniques, y compris ceux testant les analogues de l’exerkine, démontrent des résultats prometteurs, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour une mise en œuvre plus large. L’exercice reste une intervention holistique, avec la libération simultanée de nombreux exercices contribuant à ses effets bénéfiques pour la santé. L’intégration de la thérapie par l’exercice dans des plans de traitement personnalisés présente un potentiel important pour améliorer les résultats pour les patients et promouvoir un vieillissement en bonne santé.
Limites actuelles et perspectives d’avenir
Les études se concentrent souvent sur les exercices d’endurance, ce qui peut fausser les résultats. Bien que les progrès technologiques aident à identifier de nouveaux exercices, les recherches sur leurs effets sur les cellules cibles et les voies de signalisation font défaut. Combler cet écart pourrait éclairer les recommandations personnalisées en matière d’exercice pour la gestion de la maladie et ouvrir la voie à des stratégies de prévention et de traitement médiées par l’exercice.
Conclusion
En conclusion, la revue décrit comment les cascades de signalisation des exerkines contribuent à l’adaptation des tissus, empêchant et traitant potentiellement les maladies chroniques. Il met l’accent sur les récepteurs cibles des exerkines en tant que médiateurs clés et souligne l’importance de comprendre les bienfaits pour la santé liés à l’exercice d’un point de vue moléculaire, comblant ainsi le fossé entre la recherche fondamentale et les applications cliniques.
2024-05-30 05:37:00
1717039039
#Arme #secrète #dans #prévention #thérapie #des #maladies