Miochine

Il muscolo scheletrico: una enorme ghiandola endocrina NonSoloFitness.it

Slide riassuntive

Diego Campaci

L’esercizio fisico fa bene !

Dott. Diego Campaci

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Come agisce?

STIMOLO MECCANICO MIGLIORAMENTO MOBILITA’

SISTEMA IMMUNITARIO E STRESS OSSIDATIVO

USTILIZZO SUBSTRATI

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MICROCIRCOLO CEREBRALE / NUOVE SINAPSI….

COMPOSIZIONE CORPOREA

ALLENAMENTO CARDIOCIRCOLAT ORIO E RESPIRATORIO

RECLUTAMENTO NERVOSO

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Il ruolo del muscolo scheletrico Motore per i movimenti Mantenimento della temperatura corporea Omeostasi del metabolismo

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Ma non solo questo Il muscolo scheletrico è un’enorme ghiandola endocrina che secerne molecole in risposta alla contrazione muscolare

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Le miochine Miochine: molecole espresse, prodotte e rilasciate dalle fibre muscolari, aventi azione autocrina, paracrina ed endocrina

CIRCA 300 MIOCHINE

(Pedersen BK, Steensberg A, Fischer C, Keller C, Keller P, Plomgaard P, Febbraio M, Saltin B (2003) Searching for the exercise factor: is IL-6 a candidate? J Muscle Res Cell Motil 24:113–119)

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Le miochine

Hoffmann, C., & Weigert, C. (2017). Skeletal muscle as an endocrine organ: the role of myokines in exercise adaptations. Cold Spring Harbor perspectives in medicine, 7(11), a029793.

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Miochine ed intensità La produzione di miochine è maggiore dopo esercizio che induca un maggior livello di danni muscolari (allenamento contro resistenza, lavoro eccentrico) Paulsen G, Mikkelsen UR, Raastad T, Peake JM. 2012. Leu- cocytes, cytokines and satellite cells: What role do they play in muscle damage and regeneration following eccentric exercise? Exerc Immunol Rev 18: 42–97.

Un incremento significativo si ha anche dopo lavoro di resistenza, prolungato, ad alta intensità Nieman DC, Henson DA, Smith LL, Utter AC, Vinci DM, Davis JM, Kaminsky DE, Shute M. 2001. Cytokine changes after a marathon race. J Appl Physiol (1985) 91: 109 – 114.

Neubauer O, Sabapathy S, Ashton KJ, Desbrow B, Peake JM, Lazarus R, Wessner B, Cameron-Smith D, Wagner KH, Haseler LJ, et al. 2014. Time course-dependent changes in the transcriptome of human skeletal muscle during recovery from endurance exercise: From inflammation to adaptive remodeling. J Appl Physiol (1985) 116: 274 – 287

Risposta moderata o assente in seguito ad esercizio di intensità moderata Catoire M, Mensink M, Kalkhoven E, Schrauwen P, Kersten S. 2014. Identification of human exercise-induced myokines using secretome analysis. Physiol Genomics 46: 256 – 267

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IL-6 • È la miochina più studiata • Ha azione autocrina, paracrina ed endocrina • Importante per la risposta ipertrofica e per la miogenesi • Migliora l’entrata del glucosio nel miocita e la sua ossidazione • Induce lipolisi Hoffmann, C., & Weigert, C. (2017). Skeletal muscle as an endocrine organ: the role of myokines in exercise adaptations. Cold Spring Harbor perspectives in medicine, 7(11), a029793.

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IL-6 • Incrementa l’espansione delle cellule pancreatiche e migliora la secrezione di insulina • Protegge contro l’infiammazione del tessuto adiposo (madiazione attività macrofagi) • Recente: l'esercizio fisico riduce la crescita tumorale attraverso la mobilizzazione delle cellule NK dipendenti dall'IL-6 Hoffmann, C., & Weigert, C. (2017). Skeletal muscle as an endocrine organ: the role of myokines in exercise adaptations. Cold Spring Harbor perspectives in medicine, 7(11), a029793.

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IL-6 Il rilascio di IL-6 indotto dall'esercizio può, in parte, spiegare importanti effetti benefici dell'esercizio, incluso un migliore controllo glicemico, perdita di massa grassa, soppressione della crescita tumorale e il mantenimento della massa muscolare Hoffmann, C., & Weigert, C. (2017). Skeletal muscle as an endocrine organ: the role of myokines in exercise adaptations. Cold Spring Harbor perspectives in medicine, 7(11), a029793.

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Miostatina • È la prima miochina identificata • Limita la sintesi proteica, riducendo la crescita muscolare • Nei soggetti obesi e diabetici di tipo 2 è presente in alte quantità • Peggiora l’insulino-resistenza

Hoffmann, C., & Weigert, C. (2017). Skeletal muscle as an endocrine organ: the role of myokines in exercise adaptations. Cold Spring Harbor perspectives in medicine, 7(11), a029793.

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Miostatina

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Miostatina L’esercizio fisico, acuto e cronico, riduce la secrezione di miostatina

Hoffmann, C., & Weigert, C. (2017). Skeletal muscle as an endocrine organ: the role of myokines in exercise adaptations. Cold Spring Harbor perspectives in medicine, 7(11), a029793.

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Irisina •

Scoperta nel 2012

•

Inizialmente problemi negli studi a causa dei kit usati per la sua rilevazione

•

Implicata • nel browning •

nella differenziazione dei neuroni

•

nella proliferazione degli osteoblasti

•

nella resistenza insulinica

•

nella proliferazione delle cellule endoteliali

•

nella riduzione della massa tumorale

•

nella riduzione dell’infiammazione

•

…

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Irisina PGC1 GABA

IRISINA

BAIBA

FG21 PPAR

MUSCLIN

↑ LIPOLISI

BROWNING ↓ LIPOGENESI

UCP1

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Irisina • L’esercizio intenso promuove maggior rilascio di irisina rispetto a intensità basse • Esercizio ad alta intensità induce maggiori livelli di irisina • la secrezione di irisina indotta dall'esercizio fisico è indipendente dall'età o dal livello di fitness Fonte: Leal, L. G., Lopes, M. A., & Batista Jr, M. L. (2018). Physical exercise-induced myokines and muscleadipose tissue crosstalk: a review of current knowledge and the implications for health and metabolic diseases.

Frontiers in physiology, 9, 1307.

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BDNF – Brain Derived Neurotropic Factor • rilasciato principalmente dall'ipotalamo • è un elemento chiave nella regolazione dello sviluppo neuronale, della plasticità e dell'omeostasi energetica • il BDNF indotto dall'esercizio riduce la produzione di beta peptidi amiloidi tossici  possibili effetti nel trattamento del morbo di Alzheimer • Possibili effetti positivi su apprendimento e memoria Fonte: Huh, J. Y. (2018). The role of exercise-induced myokines in regulating metabolism. Archives of pharmacal research, 41(1), 14-29.

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BDNF – Brain Derived Neurotropic Factor • BDNF ha dimostrato di migliorare l'ossidazione degli acidi grassi, l'utilizzo del glucosio nei muscoli scheletrici e l’insulino resistenza (Huh, J. Y. (2018). The role of exercise-induced myokines in regulating metabolism. Archives of pharmacal research, 41(1), 14-29)

• In una meta-analisi, le concentrazioni ematiche di BDNF sono aumentate dall'esercizio aerobico, ma non dall'allenamento contro resistenza (Dinoff A, Herrmann N, Swardfager W, Liu CS, Sherman C, Chan S, Lanctot KL (2016) The effect of exercise training on resting concentrations of peripheral brainderived neurotrophic factor (BDNF): a meta-analysis. PLoS ONE 11:e0163037)

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IL-15 • Interleuchina appartenente alla superfamiglia IL-2 ed espressa nel muscolo scheletrico umano • effetti anabolici sul muscolo scheletrico • modula anche l'assorbimento del glucosio nei miociti • effetto protettivo contro lo stress ossidativo • migliora l'attività mitocondriale Fonte: Huh, J. Y. (2018). The role of exercise-induced myokines in regulating metabolism. Archives of pharmacal research, 41(1), 14-29.

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IL-15 • Inibisce l'accumulo di lipidi nei preadipociti e riduce la massa WAT • Stimola la secrezione di adiponectina • dati contrastanti sull'effetto dell'esercizio sull'espressione delle proteine IL-15

Fonte: Huh, J. Y. (2018). The role of exercise-induced myokines in regulating metabolism. Archives of pharmacal research, 41(1), 14-29.

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LIF – Leukemia Inhibitory Factor

• molteplici funzioni biologiche in piastrine, ossa, neuroni e fegato • ruolo importante nell'ipertrofia e rigenerazione dei muscoli scheletrici migliorando la proliferazione cellulare • aumenta notevolmente l'assorbimento di glucosio nel muscolo • stimolare la differenziazione degli osteoblasti • inibisce la differenziazione degli adipociti • l'espressione di LIF aumenta nel muscolo scheletrico umano dopo l'esercizio contro resistenza Fonte: Huh, J. Y. (2018). The role of exercise-induced myokines in regulating metabolism. Archives of pharmacal research, 41(1), 14-29.

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Crosstalk muscolo – organo adiposo

Fonte: Huh, J. Y. (2018). The role of exercise-induced myokines in regulating metabolism. Archives of pharmacal research, 41(1), 14-29.

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Crosstalk muscolo - sistema

Fonte: Huh, J. Y. (2018). The role of exercise-induced myokines in regulating metabolism. Archives of pharmacal research, 41(1), 14-29.

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TAKE HOME MESSAGE • L’esercizio è responsabile di una moltitudine di effetti positivi sulla salute • I meccanismi d’azione sono vari • Le miochine sono i principali effettori • Sono prodotte se l’esercizio è intenso

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Grazie per l’attenzione 

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