Η Επiδραση της Οξείας Αερόβιας Άσκησης και Προπόνησης στη Μιτοχονδριακή Βιογένεση

Μυρσίνη Κολυφά1 & Βασίλης Μούγιος2

1Τμήμα Επιστήμης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισμού, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

2Τμήμα Επιστήμης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισμού, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

Περίληψη

Είναι πλέον τεκμηριωμένο ότι η αερόβια άσκηση και προπόνηση οδηγούν στην αύξηση του αριθμού και του όγκου των μιτοχονδρίων (γνωστή ως μιτοχονδριακή βιογένεση) και, κατά συνέπεια, στη βελτίωση της οξειδωτικής ικανότητας του μυϊκού κυττάρου. Ωστόσο, δεν υπάρχουν αρκετά στοιχεία για τα μοριακά γεγονότα που μεσολαβούν, ώστε να επιτευχθεί αυτή η προσαρμογή. Συνεπώς, τα τελευταία χρόνια, με την πολύτιμη συμβολή της τεχνολογικής ανάπτυξης, γίνεται μια προσπάθεια να διερευνηθεί η επίδραση της άσκησης στη γονιδιακή έκφραση των μιτοχονδριακών πρωτεϊνών και να προσδιοριστούν τα σηματοδοτικά μονοπάτια καθώς και μεταγραφικοί παράγοντες που την καθορίζουν. Από τα μέχρι τώρα στοιχεία φαίνεται ότι, για να μεταφερθεί το μηχανικό ερέθισμα της άσκησης στον πυρήνα του κυττάρου (όπου εδρεύουν τα περισσότερα μιτοχονδριακά γονίδια), είναι απαραίτητη η υψηλή συγκέντρωση Ca2+ και η ενεργοποίηση ενζύμων που εξαρτώνται από αυτό, σε συνδυασμό με την ενεργοποίηση της εξαρτώμενης από το AMP κινάσης μέσω της διατάραξης του ενεργειακού ισοζυγίου. Παράλληλα, η αυξημένη παραγωγή δραστικών ειδών οξυγόνου συμβάλλει πιθανότατα στη μιτοχονδιακή βιογένεση. Ως σημαντικότερος ρυθμιστής της θεωρείται ο συνενεργοποιητής 1 του ενεργοποιούμενου από πολλαπλασιαστές των υπεροξυσωμάτων υποδοχέα γ (PGC-1). Αυτός εν συνεχεία ελέγχει μια σειρά από μεταγραφικούς παράγοντες, όπως οι ενεργοποιούμενοι από πολλαπλασιαστές των υπεροξυσωμάτων υποδοχείς PPARα και γ, οι πυρηνικοί αναπνευστικοί παράγοντες NRF1 και 2 και ο μεταγραφικός παράγοντας των μιτοχονδρίων TFAM. Η οξεία αερόβια άσκηση προκαλεί αύξηση των επιπέδων mRNA και πρωτεΐνης του PGC-1, καθώς και μεταγραφικών παραγόντων, με ποικιλία ευρημάτων ως προς το μέγεθος και τη χρονική στιγμή της κορύφωσής τους. Η λήψη δειγμάτων μυϊκής βιοψίας ως και 48 ώρες μετά τερματισμό της άσκησης εξασφαλίζει μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα για την κινητική του mRNA και της πρωτεΐνης. Tα άτομα που προπονούνται συστηματικά αερόβια διακρίνονται από την υπεροχή τους στις τιμές mRNA και πρωτεΐνης του PGC-1 και των PPAR. Ένα αξιοσημείωτο εύρημα είναι ότι η οξεία έντονη διαλειμματική άσκηση διάρκειας 30 s και μεγάλης έντασης στο ποδήλατο, καθώς και η προπόνηση με τα ίδια χαρακτηριστικά αυξάνουν τη γονιδιακή έκφραση του PGC-1 και προωθούν τη μιτοχονδριακή βιογένεση εξίσου αποτελεσματικά με τη συνεχόμενη μέ- θοδο προπόνησης υπομέγιστης έντασης και μεγάλου όγκου.

Λέξεις κλειδιά: γονιδιακή έκφραση, μεταγραφικοί παράγοντες, μιτοχονδριακό DNA