Penemuan varian protein PGC-1⍺ baru oleh Universitas Kobe, yang lebih aktif selama olahraga dan dapat mengatur pembakaran lemak dan metabolisme energi, menunjukkan terobosan potensial dalam mengobati obesitas melalui peningkatan pengeluaran energi daripada sekadar mengurangi asupan kalori.
Temuan baru menyoroti varian PGC-1⍺ “b” dan “c” sebagai kunci untuk meningkatkan pembakaran lemak dan metabolisme energi selama berolahraga, menawarkan jalan baru untuk pengobatan obesitas.
Beberapa orang kehilangan berat badan lebih lambat daripada yang lain setelah berolahraga, dan tim peneliti Universitas Kobe menemukan alasannya. Mereka mempelajari apa yang terjadi pada tikus yang tidak dapat menghasilkan molekul sinyal yang merespons secara khusus terhadap olahraga jangka pendek dan mengatur metabolisme energi tubuh. Tikus-tikus ini mengonsumsi lebih sedikit oksigen selama berolahraga, membakar lebih sedikit lemak, dan dengan demikian juga lebih rentan terhadap kenaikan berat badan. Karena tim menemukan hubungan ini juga pada manusia, pengetahuan yang baru diperoleh tentang mekanisme ini dapat memberikan jalur untuk mengobati obesitas.
Hubungan Antara Olahraga dan Pembakaran Lemak
Sudah diketahui umum bahwa olahraga dapat membakar lemak. Namun, bagi sebagian orang, hal ini jauh lebih sulit daripada yang lain, sehingga menimbulkan keraguan apakah mekanisme di balik penurunan atau penambahan berat badan sesederhana “kalori masuk dikurangi kalori keluar”. Para peneliti sebelumnya telah mengidentifikasi molekul sinyal, protein bernama “PGC-1⍺”, yang tampaknya menghubungkan olahraga dan efeknya. Namun, apakah peningkatan jumlah protein ini benar-benar menyebabkan efek ini atau tidak masih belum dapat disimpulkan, karena beberapa percobaan menunjukkannya sementara yang lain tidak.
Baru-baru ini, ahli endokrinologi Universitas Kobe Wataru Ogawa beserta peneliti lain menemukan bahwa sebenarnya ada beberapa versi berbeda dari protein ini. Ogawa menjelaskan: “Versi PGC-1α baru ini, yang disebut “b” dan “c,” memiliki fungsi yang hampir sama dengan versi “a” konvensional, tetapi diproduksi di otot lebih dari sepuluh kali lipat selama latihan, sedangkan versi a tidak menunjukkan peningkatan seperti itu.” Oleh karena itu, timnya berusaha membuktikan gagasan bahwa versi yang baru ditemukan, dan bukan yang diketahui sebelumnya, yang mengatur metabolisme energi selama latihan.
Versi-versi berbeda dari molekul sinyal PGC-1⍺ bereaksi terhadap rangsangan yang berbeda. Versi standar (“a”) diproduksi sebagai respons terhadap latihan jangka panjang, sedangkan versi alternatif (“b/c”) diproduksi sebagai respons terhadap latihan jangka pendek atau paparan dingin. Kekurangan versi-versi ini membuat individu yang terkena dampak lebih sulit merespons rangsangan ini dengan membakar lemak atau membangun massa otot. Kredit: K. Nomura dkk. Diterbitkan oleh Elsevier GmbH. DOI: 10.1016/j.molmet.2024.101968
Untuk melakukannya, para peneliti menciptakan tikus yang tidak memiliki versi b dan c dari molekul sinyal PGC-1⍺ sementara mereka masih memiliki versi a standar, dan mengukur pertumbuhan otot tikus, pembakaran lemak, dan konsumsi oksigen selama istirahat dan latihan jangka pendek serta jangka panjang. Mereka juga merekrut subjek uji manusia dengan dan tanpa diabetes tipe 2 dan menyerahkan mereka ke tes yang sama seperti tikus, karena insulin-Orang yang tidak toleran dan gemuk diketahui memiliki kadar molekul sinyal yang rendah.
Implikasi Biologis Varian Protein
Ogawa dan timnya menerbitkan hasil mereka di jurnal Metabolisme MolekulerMereka menemukan bahwa, meskipun semua versi molekul sinyal menyebabkan reaksi biologis yang serupa, tingkat produksi yang berbeda memiliki konsekuensi yang luas bagi kesehatan organisme. Kurangnya versi b dan c alternatif dari PGC-1⍺ berarti bahwa organisme tersebut pada dasarnya tidak peka terhadap aktivitas jangka pendek dan tidak beradaptasi dengan rangsangan ini, yang mengakibatkan individu tersebut mengonsumsi lebih sedikit oksigen dan membakar lebih sedikit lemak selama dan setelah latihan.
Pada manusia, tim peneliti menemukan bahwa semakin banyak subjek uji menghasilkan versi b dan c dari molekul sinyal, semakin banyak mereka mengonsumsi oksigen dan semakin sedikit persentase lemak tubuh yang mereka miliki, baik pada individu sehat maupun mereka yang menderita diabetes tipe 2. “Jadi, hipotesis bahwa gen dalam otot rangka menentukan kerentanan terhadap obesitas adalah benar,” Ogawa merangkum temuan ini.
Namun, mereka juga menemukan bahwa latihan jangka panjang merangsang produksi versi standar PGC-1⍺, dan tikus yang berolahraga secara teratur selama enam minggu menunjukkan peningkatan massa otot terlepas dari apakah mereka dapat menghasilkan versi alternatif dari molekul sinyal tersebut atau tidak.
Ahli endokrinologi Universitas Kobe, Wataru Ogawa, mengungkap peran fisiologis berbagai versi molekul sinyal yang menghubungkan olahraga dan efeknya. Mereka menemukan bahwa tikus yang kekurangan versi molekul sinyal yang baru ditemukan yang diproduksi secara khusus sebagai respons terhadap olahraga jangka pendek membakar lebih sedikit lemak daripada tikus yang memiliki kedua versi tersebut. Kredit: Wataru Ogawa
Efek Jangka Panjang dan Toleransi Dingin
Selain produksi di otot, tim Universitas Kobe mengamati bagaimana produksi berbagai versi PGC-1⍺ berubah di jaringan lemak, dan tidak menemukan efek yang relevan dalam respons terhadap olahraga. Namun, karena hewan juga membakar lemak untuk menjaga suhu tubuh, para peneliti juga menyelidiki kemampuan tikus untuk menoleransi dingin.
Memang, mereka menemukan bahwa produksi versi b dan c dari molekul sinyal dalam jaringan adiposa cokelat meningkat saat hewan terpapar dingin, dan suhu tubuh individu yang tidak dapat memproduksi versi ini turun secara signifikan dalam kondisi ini. Di satu sisi, hal ini dapat menyebabkan individu ini memiliki lebih banyak lemak tubuh, tetapi di sisi lain, tampaknya menyiratkan bahwa versi b dan c dari molekul sinyal mungkin bertanggung jawab atas adaptasi metabolik terhadap rangsangan jangka pendek secara lebih umum.
Pengobatan Potensial untuk Obesitas
Ogawa dan timnya menunjukkan bahwa memahami aktivitas fisiologis berbagai versi PGC-1⍺ dapat memungkinkan untuk merancang pendekatan pengobatan untuk obesitas: “Baru-baru ini, obat anti-obesitas yang menekan nafsu makan telah dikembangkan dan semakin banyak diresepkan di banyak negara di seluruh dunia. Namun, tidak ada obat yang mengobati obesitas dengan meningkatkan pengeluaran energi. Jika zat yang meningkatkan versi b dan c dapat ditemukan, ini dapat mengarah pada pengembangan obat yang meningkatkan pengeluaran energi selama berolahraga atau bahkan tanpa berolahraga. Obat-obatan tersebut berpotensi mengobati obesitas secara independen dari pembatasan diet.”
Tim sekarang sedang melakukan penelitian untuk mengetahui lebih lanjut tentang mekanisme yang menyebabkan peningkatan produksi versi b dan c molekul sinyal selama latihan.
Referensi: “Ekspresi gen adaptif varian penyambungan alternatif PGC-1α mengatur metabolisme energi seluruh tubuh” oleh Kazuhiro Nomura, Shinichi Kinoshita, Nao Mizusaki, Yoko Senga, Tsutomu Sasaki, Tadahiro Kitamura, Hiroshi Sakaue, Aki Emi, Tetsuya Hosooka, Masahiro Matsuo, Hitoshi Okamura, Taku Amo, Alexander M. Wolf, Naomi Kamimura, Shigeo Ohta, Tomoo Itoh, Yoshitake Hayashi, Hiroshi Kiyonari, Anna Krook, Juleen R. Zierath dan Wataru Ogawa, 15 Juni 2024, Metabolisme Molekuler.
DOI: 10.1016/j.molmet.2024.101968
Penelitian ini didanai oleh Japan Society for the Promotion of Science (hibah 26461337, 16H01391 dan 15H04848). Penelitian ini dilakukan bekerja sama dengan para peneliti dari Tokushima University, Karolinska Institutet, Kyoto University, Gunma University, National Defense Academy, Nippon Medical School, RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research, dan Asahi Life Foundation.
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
