L’enigma dell’infiammazione dei muscoli scheletrici
L’infiammazione dei muscoli scheletrici sta emergendo come potenziale contributore al T2D. Durante l’esercizio e il ripristino si verifica infiammazione, che è anche un segno distintivo di miopatie, una serie di condizioni che provocano debolezza muscolare. Ciò suggerisce che l’esercizio ha un ruolo fondamentale nel mantenere bilanciati i livelli di glucosio nei muscoli scheletrici. I pazienti con T2D hanno elevati livelli di glucosio nel sangue a causa della resistenza all’insulina. Nonostante il fatto che l’esercizio sia associato a infiammazione, l’attività fisica ha effetti benefici sul T2D, cosa che evidenzia il ruolo ambivalente dell’infiammazione muscolare nel controllo dei livelli di glucosio. Per svelare i processi in atto, il progetto SMILED ha caratterizzato le risposte infiammatorie nei muscoli scheletrici all’esercizio fisico e alle malattie metaboliche. «Poiché le risposte infiammatorie possono differire significativamente tra i roditori e gli esseri umani, abbiamo proposto di lavorare solo su materiale umano», ha spiegato il coordinatore del progetto, il prof. Juleen Zierath. Due processi distinti nell’attivazione immunitaria L’attivazione del sistema immunitario durante l’esercizio è benefica e necessaria per l’adattamento all’esercizio stesso, mentre l’infiammazione incontrollata durante l’obesità e il T2D risulta deleteria. Pertanto, questa infiammazione dannosa contribuisce allo sviluppo di complicanze quali le malattie cardiovascolari. Non è ancora noto se esiste un collegamento tra l’infiammazione locale dei muscoli e il T2D e nessuna strategia terapeutica mira al muscolo scheletrico per il trattamento del T2D. «Riteniamo che la comprensione di queste fondamentali differenze nell’attivazione immunitaria possa aprire nuove prospettive mirate al muscolo scheletrico per prevenire o curare malattie metaboliche», sottolinea il dott. Nicolas Pillon, borsista e ricercatore capo del progetto. Puntare alla genetica della sensibilità all’insulina I ricercatori di SMILED hanno caratterizzato e confrontato l’infiammazione muscolare nell’uomo durante l’esercizio e il T2D. Entrambe le situazioni hanno propri percorsi chimici e gli scienziati hanno voluto colpire le cascate molecolari che potrebbero migliorare la sensibilità all’insulina. Per raggiungere questo obiettivo, hanno sviluppato strategie per emulare il diabete e l’esercizio in vitro. Le risposte infiammatorie sono state quindi modulate per migliorare la sensibilità all’insulina o alleviare la resistenza all’insulina. L’esercizio, come qualsiasi cambiamento ambientale, ha un effetto duraturo sui muscoli e questo si riflette in cambiamenti epigenetici. Il gruppo di ricerca ha confrontato e registrato le modifiche nella memoria epigenetica dell’esercizio con quella del diabete per determinare gli effetti sull’infiammazione e sulla resistenza. Consistente database per i muscoli scheletrici Tutti i dati generati e raccolti dai ricercatori SMILED, così come da altri ricercatori dai loro studi pubblicati, sono stati elaborati nel database più completo di sempre. MetaMEx, questa «meta-analisi» di tutti gli studi sull’esercizio, ha consentito una potente analisi della risposta adattativa del muscolo in popolazioni diverse. Giovani/anziani e maschi/femmine sono suddivisi in diversi stati di salute quali T2D e malattia renale cronica. L’interfaccia intuitiva offre la possibilità di cercare un singolo gene per ottenere una panoramica completa del suo comportamento in tutti gli studi sugli esercizi. I regimi comprendono l’esercizio aerobico acuto, l’esercizio di resistenza all’allenamento fisico fino all’inattività fisica. «Utilizzando MetaMEx e i dati provenienti dai nostri studi clinici, abbiamo identificato una diversa risposta all’esercizio fisico in soggetti con deficit metabolico (obesi/diabetici tipo 2) rispetto a volontari sani», sottolinea il dott. Pillon. Questo è di particolare importanza per capire come potenziare i benefici metabolici dell’esercizio e apre a nuove eccitanti strade di ricerca. Sulla scia dei dati SMILED SMILED ha costruito una piattaforma di conoscenza sostanziale per gli studi futuri sull’impatto di diversi regimi di esercizio sul metabolismo muscolare e sul T2D. «Abbiamo identificato diversi geni che vengono selettivamente deregolati nel muscolo scheletrico di individui obesi o diabetici di tipo 2 e siamo in procinto di caratterizzare i loro effetti metabolici e il potenziale terapeutico», afferma il dott. Pillon. Per cominciare, i risultati della ricerca SMILED sono in corso di revisione nel documento «Transcriptomic Meta-Analysis of Skeletal Muscle Responses to Physical Inactivity and Exercise» (Meta-analisi trascrittomica delle risposte del muscolo scheletrico all’inattività fisica e all’esercizio). A lungo termine, il Prof. Zierath prevede che «i legami tra esercizio e infiammazione possano essere tradotti in strategie di intervento antinfiammatorio per migliorare la sensibilità all’insulina e il trattamento delle malattie metaboliche nell’arena della medicina personalizzata».
Parole chiave
SMILED, esercizio fisico, infiammazione, diabete di tipo 2 (T2D), muscolo scheletrico, sensibilità all’insulina, malattia metabolica
