È risaputo che l’esercizio fisico migliora la salute e recenti ricerche hanno dimostrato che l’esercizio apporta benefici al corpo in diversi modi, a seconda dell’ora del giorno. Tuttavia, gli scienziati ancora non sanno perché la tempistica dell’esercizio produce questi effetti diversi. Per ottenere una migliore comprensione, un team internazionale di scienziati ha recentemente condotto lo studio più completo fino ad oggi sugli esercizi eseguiti in diversi momenti della giornata.
La loro ricerca mostra come il corpo produce diverse molecole di segnalazione che promuovono la salute in modo specifico per l’organo dopo l’ esercizio a seconda dell’ora del giorno . Questi segnali hanno un ampio impatto sulla salute, influenzando il sonno, la memoria, le prestazioni fisiche e l’omeostasi metabolica. I loro risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Cell Metabolism .
“Una migliore comprensione di come l’esercizio influisce sul corpo in diversi momenti della giornata potrebbe aiutarci a massimizzare i benefici dell’esercizio per le persone a rischio di malattie, come l’obesità e il diabete di tipo 2”, afferma la professoressa Juleen R. Zierath del Karolinska Institutet e il Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research (CBMR) presso l’Università di Copenaghen.
Usare l’esercizio per riparare un orologio biologico difettoso
Quasi tutte le cellule regolano i loro processi biologici nell’arco di 24 ore, altrimenti chiamato ritmo circadiano. Ciò significa che la sensibilità dei diversi tessuti agli effetti dell’esercizio cambia a seconda dell’ora del giorno. Ricerche precedenti hanno confermato che i tempi dell’esercizio in base al nostro ritmo circadiano possono ottimizzare gli effetti salutari dell’esercizio.
Il team di scienziati internazionali voleva una comprensione più dettagliata di questo effetto, quindi ha condotto una serie di esperimenti su topi che si esercitavano al mattino presto o in tarda serata. Campioni di sangue e diversi tessuti, inclusi cervello, cuore, muscoli, fegato e grasso, sono stati raccolti e analizzati mediante spettrometria di massa. Ciò ha consentito agli scienziati di rilevare centinaia di diversi metaboliti e molecole di segnalazione ormonale in ciascun tessuto e di monitorare come sono stati modificati esercitandosi in diversi momenti della giornata.
Il risultato è un “Atlante del metabolismo dell’esercizio”, una mappa completa delle molecole di segnalazione indotte dall’esercizio presenti in diversi tessuti dopo l’esercizio in diversi momenti della giornata.
“Poiché questo è il primo studio completo che riassume il metabolismo dipendente dal tempo e dall’esercizio su più tessuti, è di grande valore generare e perfezionare modelli sistemici per il metabolismo e il crosstalk degli organi”, aggiunge Dominik Lutter, Head of Computational Discovery Research dell’Helmholtz Diabetes Centro presso Helmholtz Monaco di Baviera.
Nuove informazioni includono una comprensione più profonda di come i tessuti comunicano tra loro e di come l’esercizio fisico può aiutare a “riallineare” i ritmi circadiani difettosi in tessuti specifici: orologi circadiani difettosi sono stati collegati a maggiori rischi di obesità e diabete di tipo 2. Infine, lo studio ha identificato nuove molecole di segnalazione indotte dall’esercizio in più tessuti, che necessitano di ulteriori indagini per capire come possono influenzare la salute individualmente o collettivamente.
“Non solo mostriamo come diversi tessuti rispondono all’esercizio in diversi momenti della giornata, ma proponiamo anche come queste risposte sono collegate per indurre un adattamento orchestrato che controlla l’omeostasi energetica sistemica”, afferma il professor Jonas Thue Treebak del CBMR presso il Università di Copenaghen e co-primo autore della pubblicazione.
Una risorsa per la futura ricerca sugli esercizi
Lo studio presenta diversi limiti. Gli esperimenti sono stati condotti sui topi. Sebbene i topi condividano molte caratteristiche genetiche, fisiologiche e comportamentali comuni con gli esseri umani, presentano anche importanti differenze. Ad esempio, i topi sono notturni e anche il tipo di esercizio era limitato alla corsa su tapis roulant, che può produrre risultati diversi rispetto all’esercizio ad alta intensità. Infine, l’impatto del sesso, dell’età e della malattia non è stato considerato nell’analisi.
“Nonostante i limiti, è uno studio importante che aiuta a indirizzare ulteriori ricerche che possono aiutarci a capire meglio come l’esercizio, se programmato correttamente, può aiutare a migliorare la salute”, afferma l’assistente professore Shogo Sato del Dipartimento di Biologia e del Center for Biological Clocks Research presso la Texas A&M University e collega co-primo autore.
Il collega co-primo autore Kenneth Dyar, capo della fisiologia metabolica dell’Helmholtz Diabetes Center di Helmholtz Monaco, ha sottolineato l’utilità dell’atlante come risorsa completa per i biologi dell’esercizio. “Sebbene la nostra risorsa fornisca importanti nuove prospettive sui metaboliti energetici e sulle molecole di segnalazione note, questa è solo la punta dell’iceberg. Mostriamo alcuni esempi di come i nostri dati possono essere estratti per identificare nuovi tessuti e molecole di segnalazione specifiche per il tempo”, afferma. .
Ulteriori informazioni: Juleen R. Zierath, Atlas of Exercise Metabolism rivela firme dipendenti dal tempo dell’omeostasi metabolica, Cell Metabolism (2022). DOI: 10.1016/j.cmet.2021.12.016 .