Уровень топлива низкий! Дефицит энергии вредит здоровью спортсменов, новый исследовательский инструмент показывает, как

Уровень топлива низкий! Дефицит энергии вредит здоровью спортсменов, новый исследовательский инструмент показывает, как

Ученые из Солка создали модель мыши для изучения относительного дефицита энергии в спорте (RED), показав, что синдром влияет на весь организм и по-разному влияет на мужчин и женщин.

ЛА-ХОЙЯ — В 2014 году Международный олимпийский комитет назвал синдром, поражающий многих его спортсменов: относительный дефицит энергии в спорте, или RED. Сейчас считается, что более 40% профессиональных спортсменов страдают RED, а у любителей и любителей спорта этот показатель может быть еще выше.

У спортсменов REDs развиваются, когда они постоянно тратят больше энергии на физическую активность, чем получают из своего рациона. Со временем этот длительный дефицит энергии может привести к широкому спектру симптомов, включая гормональные и репродуктивные проблемы, бессонницу и усталость, слабость костей и травмы, а также более высокий риск тревожности и депрессии. Несмотря на высокую распространенность, мало что известно о том, как REDs работает на клеточном и молекулярном уровне — во многом потому, что не было установленной лабораторной модели синдрома.

Теперь исследователи из Института Солка создали знаковую модель RED на мышах и уже используют ее для лучшего понимания синдрома. Их первоначальное исследование показало, что RED влияет на размер органов и паттерны экспрессии генов по всему телу. Более того, этот дефицит энергии, по-видимому, по-разному влияет на самцов и самок мышей: у самцов наиболее существенно пострадало здоровье почек, тогда как у самок больше всего пострадали репродуктивное здоровье и мышечная масса.

Выводы, опубликованные в Cell Metabolism 3 сентября 2024 года определить потенциальные биомаркеры для более точной диагностики синдрома РЭР и предоставить новые молекулярные мишени для будущих терапевтических средств, которые могли бы остановить, обратить вспять или полностью предотвратить этот синдром.

«Без животной модели синдрома не было возможности понять его механизмы на клеточном или молекулярном уровне», — говорит профессор. Сатчидананда Панда, старший автор исследования и председатель Риты и Ричарда Аткинсон в Salk. «Создав эффективную модель RED на мышах, мы теперь можем систематически спрашивать, как синдром влияет на каждый орган, ткань и кость в организме и что мы можем сделать, чтобы помочь спортсменам, испытывающим эти симптомы».

Другие группы пытались разработать модели RED на грызунах, но в основном не смогли воспроизвести его многочисленные симптомы. Ученые из Солка применили новый подход, и постепенно меняя соотношение упражнений и еды у животных, они смогли имитировать многие человеческие черты RED, включая высокий уровень активности, низкое потребление энергии, сниженный вес тела, нарушенные паттерны активности и отдыха и пониженный уровень сахара в крови. Они также сосредоточились на относительно молодых мышах, чтобы смоделировать типичный возрастной диапазон профессиональных спортсменов, эквивалентный 20-25 годам у людей.

«Наша модель на мышах — невероятная веха в продолжающемся исследовании RED», — говорит Лора ван Росмален, первый автор исследования и научный сотрудник в лаборатории Панды. «И хотя это не так здорово для спортсменов, для нас, ученых, это действительно интересно — и шокирует — увидеть, как весь организм подвергается влиянию этого синдрома».

Используя эту новую модель мышей, ученые измерили, как REDs влияет на анатомию и уровни экспрессии генов 19 различных органов. Мыши с REDs показали значительное сокращение жизненно важных органов, включая почки и репродуктивные органы, а также ухудшение качества костей. Эксперименты также выявили несколько молекулярных изменений в крови, которые потенциально могут быть использованы в качестве биомаркеров для тестирования пациентов на REDs — гораздо более эффективный диагностический подход, чем текущие методы, основанные на анкетировании.

Ученые также обнаружили несколько повышенных маркеров стресса у мышей REDs, включая активацию гормональной сети мозг-тело, которая, как известно, способствует возникновению тревожности и депрессии, причем более выраженные эффекты наблюдаются у самок. То, что некоторые спортсмены могут списать на предсоревновательное волнение, добавляет Панда, на самом деле может быть более глубоко укоренившимися психологическими изменениями, связанными с синдромом.

Новая модель и первоначальные результаты получены в результате работы Panda с Альянс У Цай за человеческую деятельность— совместная группа исследователей, которая изучает пиковую работоспособность человека и атлетизм с целью «дать возможность всем людям достичь оптимального здоровья и благополучия» и акцент на спортсменках.

«Рецепт здоровья — это не «ешьте меньше еды, делайте больше упражнений», — говорит Панда. — На самом деле, объединение этих двух независимых разумных привычек не кажется хорошим, если вы уже здоровы. Но пока что кажется, что решение для RED не так просто, как увеличение потребления калорий. Теперь нам предстоит многое изучить с помощью этой модели, чтобы точно определить, какими должны быть наши клинические рекомендации, и я с нетерпением жду продолжения этого теперь возможного исследования».

Помимо спортсменов, RED могут также влиять на других с отрицательным энергетическим балансом, например, на людей с расстройствами пищевого поведения, такими как нервная анорексия. Будущие исследования профилактики и лечения RED окажут положительное влияние на эти группы населения и спортсменов, способствуя общему оздоровлению населения в соответствии с миссией Wu Tsai Human Performance Alliance.

Среди других авторов — Джеральдин Майер, Терри Лин, Винс Ротенберг, Шаунак Деота и Рамеш Рамасами из Университета Солка; Цзяоюэ Чжу, Елена Жемчужникова и Рулоф Хат из Университета Гронингена в Нидерландах; а также Эрика Гакасан, Суитин Разу, Роберт Сах и Эндрю Маккалок из Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Работа была поддержана Альянсом по изучению эффективности работы человека имени Ву Цая, Фондом Джо и Клары Цай, Фондом медицинских исследований имени Джорджа Э. Хьюитта, инновационным грантом Института Солка, Национальными институтами здравоохранения (SIG #S10 OD026929, NCI CCSG: P30 014195), Фондом Чепмена, Благотворительным фондом Хелмсли и Национальным научным фондом (ACI-1548562).

DOI: 10.1016 / j.cmet.2024.08.001