Barry E. Levin, Christa M. Patterson, Exercitarea creierului obez: resetarea greutății corporale apărate, endocrinologie, volumul 146, numărul 4, 1 aprilie 2005, paginile 1674–1675, https://doi.org/10.1210/en. 2005-0013

obez

În acest număr de Endocrinologie, Bi et al. (1) demonstrează că roata voluntară care rulează selectiv reduce adipozitatea carcasei la șobolanii obezi genetic Otsuka-Long-Evans-Tokushima Fatty (OLETF), cărora le lipsesc receptorii colecistochininei-A. Două caracteristici ale acestei adipozități reduse sunt de remarcat în mod special. În primul rând, în ciuda reducerii nivelurilor plasmatice de leptină, care ar trebui să stimuleze hrănirea (2), șobolanii care au exercitat nu au reușit să își mărească aportul de energie pentru a compensa pierderea masei adipoase. În al doilea rând, pierderea adipozității a fost restabilită doar parțial după 6 săptămâni de încetare a exercițiului. Deși descoperiri similare au fost raportate anterior în acest (3) și alte tulpini de rozătoare (4-6), aceste studii particulare sunt de remarcat mai ales deoarece eșecul de a recâștiga adipozitatea pierdută a fost asociat cu o resetare pe termen lung a sistemelor de neuropeptide hipotalamice implicate în homeostazie.

Deși neuronii neuropeptidici anabolizanți Y (NPY) și neuronii proopiomelanocortină catabolici din nucleul arcuat hipotalamic sunt cunoscuți pentru a regla homeostazia energetică (2) (Fig. 1), Bi și colab. (1) a arătat că factorul de eliberare a corticotropinei (CRF) și NPY în nucleul hipotalamic dorsomedial (DMN) pot avea o importanță deosebită în scăderea greutății corporale indusă de efort. Aceasta concentrează atenția reînnoită asupra DMN, care participă la reglarea aportului de alimente (7), la răspunsurile contrareglatorii la hipoglicemie (8) și la termogeneza țesutului adipos maro (9). Deși nu se cunoaște rolul precis al neuronilor DMN NPY în homeostazia energetică, faptul că acești neuroni exprimă, de asemenea, receptorii colecistochininei-A (10) poate fi un factor determinant important al hiperfagiei și obezității, care este corectat prin exerciții la șobolanul OLETEF. Creșterea indusă de efort a expresiei DMN CRF poate fi un factor și mai important și mai nou, care contribuie la pierderea adiposului.

Model hipotetic al semnalelor periferice potențiale induse de efort care modifică căile centrale implicate în homeostazia energetică (a se vedea textul pentru explicații). Factorii catabolici (C) scad aportul de alimente (săgeata în jos) și/sau măresc termogeneza (săgeata în sus). Factorii anabolici (A) cresc aportul și/sau scad termogeneza. Atât IL-6 cât și α-MSH eliberate din neuronii proopiomelanocortină din nucleul arcuit cresc (+) producția de BDNF. Săgețile punctate reprezintă semnale aferente de la periferie, în timp ce săgețile solide reprezintă ieșiri eferente de la siturile creierului către alte zone ale creierului sau organe periferice implicate în homeostazia energetică.

Model hipotetic al semnalelor periferice potențiale induse de efort care modifică căile centrale implicate în homeostazia energetică (a se vedea textul pentru explicații). Factorii catabolici (C) scad aportul de alimente (săgeata în jos) și/sau măresc termogeneza (săgeata în sus). Factorii anabolici (A) cresc aportul și/sau scad termogeneza. Atât IL-6 cât și α-MSH eliberate din neuronii proopiomelanocortină din nucleul arcuit cresc (+) producția de BDNF. Săgețile punctate reprezintă semnale aferente de la periferie, în timp ce săgețile solide reprezintă ieșiri eferente de la siturile creierului către alte zone ale creierului sau organe periferice implicate în homeostazia energetică.

Până în prezent, există doar câteva studii care s-au concentrat în mod special pe interacțiunea dintre exerciții și acele căi hipotalamice care reglează homeostazia energetică (5, 11-13). Pe de altă parte, există multe studii care demonstrează efectul exercițiului fizic asupra altor funcții ale creierului care utilizează, de asemenea, neurotransmițători și factori trofici implicați în homeostazia energetică. Acestea includ CRF (14), norepinefrină (NE), serotonină (5HT), GABA (15) și factor neurotrofic derivat din creier (BDNF) (16). Acționând în hipotalamus, NE (17) și GABA (18) au anabolizare, în timp ce CRF (11), 5HT (19) și BDNF (20) au efecte catabolice. Deoarece BDNF are proprietăți catabolice și îmbunătățește plasticitatea neuronală (16), speculăm că producția crescută de BDNF poate fi un motiv major pentru care exercitarea șobolanilor nu reușește să mărească aportul de alimente în compensarea pierderii adipozității (1, 5, 6) și au o pierdere în greutate persistentă după încetarea exercițiului (1, 6).

Deși unii oameni care fac exerciții nu reușesc să compenseze pierderea adipozității prin creșterea consumului de alimente (21, 22), există puține dovezi că oamenii mențin pierderea în greutate după terminarea exercițiului. De fapt, nu este clar dacă exercițiul favorizează chiar pierderea în greutate la oamenii obezi și cât de mult efort ar putea fi necesar pentru a produce un astfel de efect (23-25). Cu toate acestea, au fost raportate niveluri ridicate de exerciții fizice de către mulți indivizi obezi care mențin cu succes pierderea în greutate pe termen lung (26). Succesul lor se poate datora parțial faptului că exercițiile fizice împiedică reducerea ratei metabolice, care însoțește de obicei pierderea cronică în greutate (27, 28). Chiar și așa, acest grup extrem de motivat reprezintă doar un procent mic din populația totală a persoanelor postobeze care sunt capabili să mențină cu succes pierderea în greutate pe termen lung.

Ce putem învăța atunci din studiile de exerciții la rozătoare care pot fi generalizate la oameni? Poate că cel mai important ar fi identitatea acelor factori care „spun” creierului că corpul se exercită. De fapt, exercițiul generează o serie de semnale metabolice, hormonale și neuronale care ajung la creier (Fig. 1). Exercițiul mobilizează acizii grași liberi prin activarea sistemului nervos simpatic (29). Acizii grași ar putea produce semnale de sațietate care sunt transmise de aferențe autonome la neuronii NE și 5HT din tulpina creierului după metabolismul în ficat (30) sau acționând direct asupra neuronilor de detectare a lipidelor din creier (31). Lactatul derivat din exercitarea mușchilor intră în creier și ar putea oferi un semnal anorectic acționând asupra neuronilor glucozei care utilizează lactatul ca moleculă de semnalizare alternativă pentru a-și regla activitatea (32, 33). Dintre toți candidații, IL-6 este deosebit de atrăgătoare, deoarece producția sa prin exercițiu muscular (34) poate, împreună cu semnalizarea melanocortinei, crește expresia BDNF (35, 36). În cele din urmă, corticosteroizii produși în timpul exercițiului se pot alimenta înapoi pentru a modifica expresia CRF în nucleul paraventricular (15) și posibil DMN.

Astfel, există multe semnale potențiale induse de exerciții de la periferie care ar putea modifica funcția căilor de reglementare centrale implicate în aportul, cheltuirea și stocarea de energie. Chiar dacă efectele exercițiului la rozătoare nu imită complet cele observate la oameni, capacitatea de a evalua simultan componentele periferice și centrale ale modificărilor induse de efort în homeostazia energetică pot duce la identificarea de noi ținte farmacologice pentru tratamentul obezității.