Per comprendere meglio come l'esercizio influisca sul contenuto proteico dei muscoli, Hostrup et al. ha scelto otto partecipanti maschi sani e non addestrati per la loro ricerca. Hanno subito cinque settimane di allenamento ciclistico ad alta intensità.
I ricercatori scoprono come il muscolo scheletrico si adatta all'allenamento a intervalli ad alta intensità, comprese le alterazioni dei meccanismi cruciali per il controllo del metabolismo e della contrazione muscolare.
Ricerca recentemente pubblicata su eLife ha fornito nuove informazioni sugli effetti dell'allenamento ad intervalli ad alta intensità (HIIT) sul muscolo scheletrico umano.
Secondo lo studio, HIIT aumenta il numero di proteine muscolari scheletriche cruciali per il metabolismo energetico e la contrazione muscolare e altera chimicamente importanti proteine metaboliche. Questi risultati possono aiutare a spiegare come l'HIIT aumenti il metabolismo e aprire la porta a ulteriori ricerche sull'influenza dell'esercizio su questi processi.
“L'esercizio fisico ha molti effetti benefici che possono aiutare a prevenire e curare le malattie metaboliche, e questo è probabilmente il risultato di cambiamenti nell'uso di energia da parte dei muscoli scheletrici. Volevamo capire come l'esercizio altera il contenuto proteico dei muscoli e come regola l'attività di queste proteine attraverso una reazione chimica chiamata acetilazione", afferma il primo autore e co-corrispondente Morten Hostrup, Professore Associato presso il Dipartimento di Nutrizione, Esercizio e Sport presso l'Università di Copenaghen, Danimarca. L'acetilazione si verifica quando un membro del gruppo di piccole molecole, l'acetile, si combina con altre molecole e può influenzare il comportamento delle proteine.
Gli scienziati hanno arruolato otto volontari maschi sani e non addestrati per il loro studio, che hanno subito cinque settimane di intenso allenamento in bicicletta. I ragazzi si sono allenati tre volte alla settimana, pedalando per quattro minuti a una frequenza cardiaca target superiore al 90% del loro massimo, seguiti da una pausa di due minuti. Ogni sessione, hanno seguito questo processo da quattro a cinque volte.
Gli scienziati hanno esaminato i cambiamenti nella composizione di 3.168 proteine in campioni di tessuto prelevati dalle cosce dei partecipanti sia prima che dopo lo studio utilizzando un metodo chiamato spettrometria di massa. Inoltre, hanno esaminato i cambiamenti che coinvolgono 1.263 siti acetilici di lisina su 464 proteine acetilate.
Le loro analisi hanno mostrato un aumento della produzione di proteine utilizzate per costruire i mitocondri, che producono energia nelle cellule, e nelle proteine legate alle contrazioni muscolari. Il team ha anche identificato una maggiore acetilazione delle proteine e degli enzimi mitocondriali coinvolti nella produzione di energia cellulare. Inoltre, hanno osservato cambiamenti nel numero di proteine che riducono la sensibilità al calcio del muscolo scheletrico, essenziale per le contrazioni muscolari.
I risultati confermano alcuni noti cambiamenti alle proteine del muscolo scheletrico che si verificano dopo l'esercizio, oltre a identificarne di nuovi. Ad esempio, la ridotta sensibilità al calcio può spiegare perché può essere più difficile che si verifichi una contrazione muscolare dopo che un atleta si è affaticato. Il lavoro suggerisce inoltre che i cambiamenti indotti dall'esercizio nella regolazione delle proteine attraverso l'acetilazione possono contribuire ad aumentare il metabolismo.
"Utilizzando la tecnologia proteomica all'avanguardia, il nostro studio fornisce nuove informazioni su come il muscolo scheletrico si adatta all'allenamento, inclusa l'identificazione di nuove proteine regolate dall'esercizio e siti di acetile", conclude il co-autore Atul Deshmukh, Associate Professore presso il Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research, University of Copenhagen. "Ci auguriamo che il nostro lavoro stimolerà ulteriori ricerche su come l'esercizio fisico aiuta a migliorare la salute metabolica negli esseri umani".
Riferimento:"L'allenamento ad intervalli ad alta intensità rimodella il proteoma e l'acetiloma del muscolo scheletrico umano" di Morten Hostrup, Anders Krogh Lemminger, Ben Stocks, Alba Gonzalez-Franquesa, Jeppe Kjærgaard Larsen, Julia Prats Quesada, Martin Thomassen, Brian Tate Weinert, Jens Bangsbo e Atul Shahaji Deshmukh, 31 maggio 2022, eLife.
DOI:10.7554/eLife.69802
