Wetenschappers denken een stap dichterbij te zijn in het ontwikkelen van medicatie die de effecten van cardio in het lichaam kan nabootsen. Zo zou deze ‘cardio-pil” de gezondheidseffecten van bijvoorbeeld hardlopen, bereikbaar kunnen maken voor mensen die fysiek niet in staat zijn voldoende te bewegen.
Cardio-pil
Werken aan je gezondheid is een stuk makkelijker wanneer je gezond bent. Heb je echter zwaar overgewicht of ben je immobiel worden door oude leeftijd dan is voldoende lichaamsbeweging noodzakelijker, maar moeilijker. Als fitness fan klinkt dit natuurlijk als vloeken in de kerk, maar de gezondheid van miljoenen mensen wereldwijd zou er bij gebaat kunnen zijn als een pil de effecten van cardio teweeg kan brengen. Op een veilige manier natuurlijk. Niemand wil een nieuw Stacker-gate.
Eerder werk identificeerde de werking van een genetisch netwerk dat geactiveerd wordt tijdens hardlopen. Onderzoekers van Salk Institute borduurden hier op voort en hebben nu ontdekt hoe ze deze werking met een chemische stof kunnen activeren[1,2].
It’s well known that people can improve their aerobic endurance through training…The question for us was: how does endurance work? And if we really understand the science, can we replace training with a drug?
Ronald Evans, Howard Hughes Medical Institute
Cardiovasculaire training is gericht op de verbetering van het hart- en vaatstelsel. Hiernaast leidt het tot een beter uithoudingsvermogen. De onderzoekers leggen uit dat spieren meer vetten en minder koolhydraten gaan verbranden wanneer mensen fitter worden. Uithoudingsvermogen zou volgens de onderzoekers dus moeten worden uitgedrukt in het vermogen van het lichaam om vet te verbranden.
Ik volg deze gedachtengang niet helemaal want ik mis bijvoorbeeld de rol van maximale zuurstofopname. Het hart dat meer bloed, glucose en zuurstof naar de spieren kan brengen. Dat maakt de ontwikkelingen van het lab zelf echter niet minder interessant.
Het eerdere werk betrof onderzoek van Evans Lab naar een genetisch netwerk genaamd PPAR delta (PPARD). Muizen die genetisch gemanipuleerd waren om dit netwerk continu actief te houden waren in staat lange afstanden af te leggen, ontwikkelden geen overgewicht en waren zeer gevoelig voor insuline. Allemaal kenmerken van een goede gezondheid. Ze ontdekten ook dat een stof genaamd GW1516 ook het genetisch netwerk PPARD activeerde. Een dosering GW1516 leidde tot dezelfde effecten op het gewicht en de gevoeligheid voor insuline. Het uithoudingsvermogen nam echter niet toe.
Hoewel dit al een zeer wenselijk effect is, gingen de onderzoekers van Salk verder met het onderzoek. Ze gaven normale muizen een hogere dosis GW1516 en voor een langere periode (8 weken in plaats van 4). De muizen waren normaal niet actief maar kregen nu een conditietest. De muizen die GW1516 hadden gekregen konden 270 minuten blijven rennen, muizen die geen GW1516 hadden gekregen slechts 160 minuten. Een verschil van 70%.
In beide gevallen begon de uitputting wanneer de bloedsuikerspiegel daalde tot 70mg/dl wat zou doen vermoeden dat een lage suikerspiegel de oorzaak is van de vermoeiing.
Om te begrijpen wat er op moleculair niveau gebeurde vergeleken de onderzoekers de gen-expressie in een grote spiergroep van de muizen. Ze vonden 975 genen die reageerden op toediening van GW1516. Sommigen werden geactiveerd, anderen juist onderdrukt. Genen die actiever werden, worden geassocieerd met een hogere verbranding van vetten. Verassend genoeg werden juist de genen onderdrukt die de verbranding van koolhydraten verhogen. Zo werd dus een verschuiving van de verbranding van koolhydraten naar vetten veroorzaakt. De onderzoekers vermoeden dat dit gebeurt als een mechanisme om suikers voor de hersenen te besparen.
Het experimentele medicijn bootste niet alle effecten van een cardio training na. Zo nam het aantal mitochondria (energiecentrales) in de spiercel en het aantal bloedvaten niet toe. Hiernaast nam ook het type spiervezels dat vet verbrandt niet toe ten opzichte van de spiervezel-typen die vooral suikers verbranden. Hieruit zou dus blijken dat deze aanpassingen in de spieren normaal gesproken niet (volledig) verantwoordelijk zijn voor de verbetering van de conditie.
“Exercise activates PPARD, but we’re showing that you can do the same thing without mechanical training. It means you can improve endurance to the equivalent level as someone in training, without all of the physical effort,”
Weiwei Fan, Salk Institue
De effecten van cardio zonder de training. Farmaceutische bedrijven zouden nu geïnteresseerd zijn in het ontwikkelen van klinische studies voor mensen.
Referenties
- Weiwei Fan, Wanda Waizenegger, Chun Shi Lin, Vincenzo Sorrentino, Ming-Xiao He, Christopher E. Wall, Hao Li, Christopher Liddle, Ruth T. Yu, Annette R. Atkins, Johan Auwerx, Michael Downes, Ronald M. Evans. PPARδ Promotes Running Endurance by Preserving Glucose. Cell Metabolism, 2017; 25 (5): 1186 DOI: 10.1016/j.cmet.2017.04.006
- Cell Metabolism on May 2, 2017
