Micro-ARN. Ce este si cum poate schimba fata sportului

Moleculele de Micro-ARN sau miARN sunt bucati mici de ARN necodat care controleaza expresia genelor la nivel post-transcriptional...Ce??!!! Sigur ai auzit de epigenetica! Nu ai auzit? Epigenetica este studiul schimbarilor din organisme cauzate de modificari al comportamentului genelor si nu de schimbari de ADN. miARN joaca un rol important in epigenetica pentru ca provoaca schimbari la nivelul genelor, schimbari post-transcriptionale, adica in intervalul de transcriere si citire a genelor.

Exista dovezi ca aceste mici molecule sunt implicate in mii de procese din corp - procese in urma carora Micro-ARN apare natural si spontan. Si exercitiile fizice reprezinta un asemenea proces. 

In ultimii ani cercetatorii au descoperit din ce in ce mai multe despre rolul decisiv al miARN in adaptarile aparute in corp in orele si zilele de dupa efort fizic. Aceste molecule sunt implicate in sinteza proteinelor, biogeneza mitocondriala, repararea muschilor si toate celelalte procese pe care le vrei accelerate sau imbunatatite atunci cand faci sport, fie ca este cu greutati, de anduranta, sau alt fel de efort fizic. 

In graficul de mai sus apar diferite molecule de Micro-ARN care sunt in prezent cercetate pentru a fi folosite in medicina. Inhibarea acestor subclase de miARN a avut rezultate terapeutice incurajatoare si sunt intens cercetate pentru a fi dezvoltate in medicamente pentru diferite boli.

Cum exista din ce in ce mai multe dovezi ca miARN declanseaza, blocheaza sau faciliteaza multe din raspunsurile benefice ale corpului la exercitii fizice si promoveaza procesele de regenerare care incep imediat cum ai pus haltera la loc pe suport, nu este de mirare ca in prezent se lucreaza intens la dezvoltarea unor suplimente sau medicamente modulatoare de miARN.
Desigur, cele mai multe cercetari se fac in domeniul unor boli cronice si serioase, precum cercetarile facute pe MiR-122 pentru hepatita C, sau MiR-208 pentru prevenirea sau remodelarea muschiului cardiac, MiR-155 pentru combaterea inflamatiilor (de fapt ar fi un supliment/medicament excelent si pentru sportivi), combaterea aterosclerozei (MiR-92a), invingerea bolilor metabolice cu MiR-33 sau MiR-103/107. 

Cat de aproape suntem sa creem medicamente cu miARN? Dezvoltarea unor medicamente care sa inlocuiasca sau sa inhibe miARN (in functie de ce rezultate se doresc) a progresat mult in ultimii ani. In 2016 exista o multime de patente pentru diferite forme de miARN si asta doar in SUA. Dar doar 12% din acestea reprezinta si medicamente efective. Printre acestea se gasesc si molecule de miARN dar si compusi care tintesc miARN.

Iti poti da seama cu usurinta ca exista mii de aplicatii pentru astfel de substante. Dar noi ne vom concentra doar pe cercetarile care privesc legatura dintre miARN si exercitiile fizice. Desi nu exista inca un medicament/supliment care sa contina miARN, cu siguranta vor exista in curand, fie ca suplimente legale fie ca substante de doping. 

Anul acesta a aparut in jurnalul medical german "Deutsche Zeitschrift für Sportsmedicine" un tabel cu potentialel efecte ale diferitelor molecule de miARN asupra organismelor - umane sau animale in functie de experimentul facut.

Legenda tabel:

• H = uman
• M = soareci
• EG = exercitii cu greutati
• EA = exercitii de anduranta
• 1RM = forta maxima (greutatile cuc are poti face maxim o repetare corecta)
• VO2max = absortia maxima de oxigen
• Pmax = puterea maxima

Intr-unul din studiile al carui rezultat a aparut in tabel s-a observat ca diferentele aparute intre diferiti indivizi in privinta dezvoltarii musculare s-au putut explica prin raspunsul diferit al miARN la stimulii dati corpului de exercitiile fizice (in cazul experimentului in cauza era vorba de presa pentru picioare la 45 de grade).

Subiectii care au acumulat cea mai putina masa musculara ca urmare a antrenamentului cu greutati standardizat au avut nivele semnificativ mai mari de miARN-451 si mai mici de miARN-378. Si de aici rezulta ca simpla administrare de miARN nu ar rezolva problema. Pentru a contracara aceste dezavantaje ar fi nevoie de o substanta care sa creasca miARN-451 si sa scada sau blocheze actiunea miARN-378; dintre acestea, doar primul efect s-ar putea obtine prin simpla suplimentare cu miARN-451. Pentru a reduce efectele sau a bloca miARN-378 ar fi nevoie de o alta substanta.

DACA se va gasi o combinatie de substante care sa le faca pe amandoua, cei care au dificultati in a isi dezvolta masa musculara si-ar putea mari de 4 ori musculatura ca urmare a exercitiilor cu greutati. Studiul in cauza a fost facut pe barbati in varsta, dar este greu de crezut ca sporitvi tineri si sanatosi nu ar beneficia deloc de pe urma unei astfel de substante.

Alte studii sugereaza ca miARN aflat in circulatie, precum miARN-486, care pare a fi implicat in imbunatatirea sensibilitatii la insulina ca raspuns la exercitiile fizice, are roluri la fel de importante in reglarea mecanismelor induse de exercitiile fizice. 

Moleculele de miARN sunt incorporate in unele structuri celulare sau sunt transportate prin sange legate de proteine precum HDL sau proteine care leaga ARN-ul, ceea ce le da abilitatea de a actiona precum niste hormoni. Din pacate "ambalarea" si transportul miARN este un alt aspect inca neinteles total, si este un aspect care le da unele din proprietatile anabolizante, de ardere a grasimilor si de vindecare a bolilor. Aceste aspecte trebuie elucidate inainte de a se putea crea un medicmaent eficient. 

In privinta substantelor anti-miARN, cercetatorii deja pot controla densitatea miofibrelor din muschii scheletici.

Stiu, inca nu suntem acolo...mai dureaza pana vor aparea astfel de suplimente sau, sa o spunem pe aia dreapta, substante de doping. Felul in care pot imbunatati cresterile musculare, remodela muschii, imbunatati regenerarea si recuperarea sau sensibilitatea la insulina, va face din medicamentele de miARN cele mai populare substante de doping la Jocurile Olimpice din 2020 (si nu ar fi exclus ca doctori specializati pe doping sa creeze astfel de substante inainte ca acestea sa fie dezvoltate de o companie mare farmaceutica). 

S-a demonstrat deja ca inhibarea miARN-133a va accelera diferentierea celulelor musculare ceea duce la cresterea densitatii musculare. Sa fim seriosi, este un rezultat mult prea incurajator ca sa nu credem ca in momentul in care sunt scrise aceste randuri nu exista undeva in lume un cobai uman care testeaza un astfel de medicament experimental. 

Referinte

1. Aoi, Wataru, et al. "Muscle-enriched microRNA miR-486 decreases in circulation in response to exercise in young men." Front Physiol 4 (2013): 80.
2. Chen, Xi, et al. "Secreted microRNAs: a new form of intercellular communication." Trends in cell biology 22.3 (2012): 125-132.
3. Cheng, Cindy Sue, et al. "Cell density and joint microRNA-133a and microRNA-696 inhibition enhance differentiation and contractile function of engineered human skeletal muscle tissues." Tissue Engineering ja (2016).
4. Davidsen, Peter K., et al. "High responders to resistance exercise training demonstrate differential regulation of skeletal muscle microRNA expression." Journal of Applied Physiology 110.2 (2011): 309-317.
5. Meurer, S., K. Krüger, and F. C. Mooren. "MicroRNAs and Exercise." Dtsch Z Sportmed 67 (2016): 27-34.
6. van Rooij, Eva, Angela L. Purcell, and Arthur A. Levin. "Developing microRNA therapeutics." Circulation research 110.3 (2012): 496-507.