Sebbene i benefici dell'esercizio fisico possano superare i rischi, lo stato genetico dovrebbe essere considerato quando lo si raccomanda come terapia
I ricercatori hanno dimostrato che i benefici dell'esercizio di resistenza possono variare in base al tipo di mutazione coinvolta nella malattia mitocondriale e, sebbene i benefici dell'esercizio tendano a superare i rischi, lo stato genetico mitocondriale dei pazienti dovrebbe essere preso in considerazione quando si raccomanda l'esercizio come terapia.
I mitocondri sono la principale fonte di produzione di energia nelle nostre cellule e l'esercizio di resistenza è generalmente noto per migliorare la funzione dei mitocondri. Tuttavia, i benefici dell'esercizio nei pazienti con malattie mitocondriali primarie, che sono eterogenee e causate da una varietà di mutazioni genetiche, erano in gran parte sconosciuti.
In un nuovo studio, i ricercatori del Children's Hospital di Filadelfia (CHOP) hanno dimostrato che i benefici dell'esercizio di resistenza possono variare in base al tipo di mutazione coinvolta nella malattia mitocondriale e, mentre i benefici dell'esercizio superano i rischi, lo stato genetico mitocondriale dei pazienti dovrebbe essere preso in considerazione quando si raccomanda l'esercizio come terapia. I risultati sono stati pubblicati oggi online dagli Atti della National Academy of Sciences.
Le malattie mitocondriali primarie rappresentano i disordini metabolici ereditari più diffusi, colpendo circa 1 persona su 4.200. Questi disturbi possono essere causati da centinaia di diverse mutazioni nel DNA nucleare (DNA all'interno delle nostre cellule) o nel DNA mitocondriale (mtDNA o nel DNA all'interno dei mitocondri all'interno delle nostre cellule). I trattamenti universali per questi pazienti sono limitati. Tuttavia, è stato dimostrato che l'esercizio di resistenza migliora la funzione mitocondriale nelle persone sane e riduce il rischio di sviluppare disturbi metabolici secondari come il diabete o disturbi neurodegenerativi.
Tuttavia, queste raccomandazioni erano basate su persone sane senza malattia mitocondriale primaria. Pertanto, i ricercatori hanno voluto determinare l'efficacia per questi pazienti e se stanno effettivamente beneficiando dell'esercizio di resistenza.
"Non c'era un consenso tra i medici che vedono i pazienti con malattia mitocondriale se l'esercizio di resistenza offra davvero benefici", ha affermato Patrick Schaefer, PhD, un borsista post-dottorato presso il Center for Mitochondrial and Epigenomic Medicine presso CHOP e primo autore dello studio. "L'esercizio aiuta a creare più mitocondri, ma se quei mitocondri hanno ancora le mutazioni associate alla malattia mitocondriale primaria, c'è la possibilità che l'esercizio possa mettere a rischio alcuni pazienti".
A causa dell'eterogeneità della malattia mitocondriale primaria tra i pazienti, i ricercatori hanno utilizzato modelli animali per studiare cinque mutazioni responsabili della malattia. L'obiettivo dello studio era determinare la relazione tra mutazioni mitocondriali, risposta all'esercizio di resistenza e percorsi molecolari sottostanti in questi modelli con distinte mutazioni mitocondriali.
Lo studio ha scoperto che l'esercizio di resistenza ha avuto impatti diversi sui modelli a seconda della mutazione coinvolta. L'esercizio ha migliorato la risposta nel modello con la mutazione del mtDNA ND6 nel complesso I. Il modello con una mutazione di CO1 che interessa il complesso IV ha mostrato un numero significativamente inferiore di effetti positivi correlati all'esercizio e il modello con una mutazione del complesso ND5 1 non ha risposto affatto all'esercizio. Nel modello che era carente di DNA nucleare Ant1, l'esercizio di resistenza ha effettivamente peggiorato la cardiomiopatia.
Inoltre, i ricercatori sono stati in grado di correlare il profilo di espressione genica del muscolo scheletrico e del cuore nel modello con la risposta all'esercizio e hanno identificato la fosforilazione ossidativa, il metabolismo degli aminoacidi e la regolazione del ciclo cellulare come percorsi chiave nella risposta all'esercizio, suggerendo come il modello potrebbe essere adattato per studiare le risposte all'esercizio negli esseri umani con malattia mitocondriale primaria.
Nonostante le risposte contrastanti dei modelli utilizzati in questo studio, gli autori osservano che i benefici dell'esercizio superano i rischi nella maggior parte dei casi. Tuttavia, quando si raccomandano esercizi terapeutici dovrebbe essere preso in considerazione lo stato fisico e mitocondriale del paziente. Inoltre, lo studio potrebbe aiutare i ricercatori a identificare biomarcatori e percorsi per aiutare a prevedere la risposta mitocondriale all'esercizio fisico sia nei pazienti mitocondriali che nella popolazione sana che ospita diversi aplogruppi mitocondriali.
"Questo lavoro è di fondamentale importanza nel dimostrare che gli individui con una bioenergetica mitocondriale diversa risponderanno in modo diverso all'esercizio di resistenza", ha affermato l'autore senior dello studio Douglas C. Wallace, PhD, direttore del Center for Mitochondrial and Epigenomic Medicine presso CHOP e Michael e Charles Barnett Endowed Chair in Medicina Mitocondriale Pediatrica e Malattie Metaboliche. "Questo è di ampia rilevanza per individui che vanno dagli atleti ai pazienti con malattie mitocondriali e tutti quelli che si trovano nel mezzo".
Questo studio è stato sostenuto dalla Fondazione tedesca per la ricerca attraverso la sovvenzione SCHA 2182/1-1, le sovvenzioni del National Institutes of Health NS021328, MH108592 e OD010944 e il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti sovvenziona W81XWH16-1-0401 e W81XWH-21-1-0128 .
Story Source:
Materials provided by Children's Hospital of Philadelphia. Note: Content may be edited for style and length.