Odnaleziono enzym odpowiedzialny za sprawność fizyczną. Jego zablokowanie może zwiększyć fizyczne możliwości i usprawnić rehabilitację

Doprowadzenie do niedoboru enzymu PHD3, blokującego zdolność komórek do spalania tłuszczu, może spektakularnie poprawić wyniki sportowców – nawet o 50 proc. Mechanizm ten może być wykorzystany również w celu usprawnienia procesu rehabilitacji. – Lepsze zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw działania enzymu PHD3 może pewnego dnia pomóc w odblokowaniu nowych zastosowań u ludzi, takich jak nowe strategie leczenia zaburzeń mięśni – przewiduje Marcia Haigis z Harvard Medical School. Jak zaznaczają naukowcy, potrzebne są jednak dalsze badania, które ocenią bezpieczeństwo takich praktyk medycznych.

Naukowcy z Harvard Medical School odkryli, że blokowanie produkcji enzymu PHD3 prowadziło do znacznej poprawy sprawności fizycznej.

– Chcieliśmy sprawdzić, czy wyeliminowanie PHD3 zwiększyłoby zdolność spalania tłuszczu i produkcję energii oraz miałoby korzystny wpływ na mięśnie szkieletowe, które są zależne od energii potrzebnej do funkcjonowania mięśni i zdolności wysiłkowej. Okazało się, że  wpływ na wydolność fizyczną jest ogromny – wskazuje Marcia Haigis, profesor biologii komórkowej w Blavatnik Institute w Harvard Medical School.

PHD3, czyli enzym hydroksylazy prolilowej, odgrywa kluczową rolę w wykrywaniu dostępności składników odżywczych i regulowaniu zdolności komórek mięśniowych do rozkładania tłuszczów. Naukowcy z Harvard Medical School odkryli, że kiedy dostarczane do organizmu są wystarczające ilości węglowodanów, enzym ten pełni funkcję swoistego hamulca blokującego metabolizm tłuszczów. Kiedy zapotrzebowanie na energię rośnie, a organizm dostaje zbyt małą dawkę paliwa w postaci węglowodanów, metabolizm ten jest zwalniany.

– Nasze wyniki sugerują, że hamowanie PHD3 w całym ciele lub mięśniach szkieletowych jest korzystne dla sprawności pod względem wydolności wysiłkowej, czasu biegu i dystansu biegu – twierdzi badaczka.

Potwierdzają to badania przeprowadzone na myszach. Okazuje się, że blokowanie produkcji enzymu PHD3 prowadziło u nich do znacznej poprawy sprawności fizycznej. Myszy pozbawione tego enzymu biegały o 40 proc. dłużej i pokonywały o 50 proc. większe dystanse niż inne z miotu – niepozbawione PHD3. Co więcej, osiągały wyższy wskaźnik wytrzymałości tlenowej.

– Lepsze zrozumienie tych procesów i mechanizmów leżących u podstaw działania PHD3 może pewnego dnia pomóc w odblokowaniu nowych zastosowań u ludzi, takich jak nowe strategie leczenia zaburzeń mięśni – wskazuje Marcia Haigis.

Jak podkreślają autorzy, potrzebne są dalsze badania, które pozwoliłyby określić możliwość zastosowania mechanizmu hamowania wydzielania PHD3 u ludzi w celu poprawy wyników sportowych, rehabilitacji czy leczeniu niektórych chorób. Jednak ten sam zespół badawczy w swoich poprzednich badaniach stwierdził, że w przypadku nowotworów, takich jak m.in. niektóre typy białaczki, zmutowane komórki mają znacznie niższe poziomy PHD3. W rezultacie niedoboru PHD3 komórki rakowe zużywają tłuszcze, aby napędzać nieprawidłowy wzrost i proliferację.

– Zrozumienie tej ścieżki i sposobu, w jaki nasze komórki metabolizują energię i paliwa, ma potencjalnie szerokie zastosowanie w biologii, od zwalczania raka po fizjologię ćwiczeń – wymienia profesor biologii komórkowej w Blavatnik Institute w Harvard Medical School.

Newseria Innowacje