Durch die Kombination der Verwendung eines chemischen Medikaments mit Bewegung haben Forscher Supermäuse geschaffen, die 1,7-mal länger laufen können als ihre normalen Gegenstücke.
Es gibt zwei Arten von Muskelfasern: schnell zuckende Typ-II-Fasern, die für Energieproduktion und Geschwindigkeit verantwortlich sind, und langsam zuckende, aber ermüdungsresistente Typ-I-Fasern, die für Ausdauer sorgen. Ausdauertraining löst genetische Veränderungen aus, die den Stoffwechsel des Muskelgewebes auf die überwiegende Aktivität langsamer Fasern verlagern, die mehr Fett als Energiequelle nutzen (schnelle Fasern bauen Kohlenhydrate bevorzugt ab).
Wissenschaftler haben die Fähigkeit von zwei Medikamenten nachgewiesen, die Ausdauer von Mäusen zu erhöhen, indem sie die Stoffwechselparameter der Muskeln der Tiere verändern. Das erste Medikament unter dem Arbeitsnamen AICAR auch für sesshafte Tiere gibt die gleiche Wirkung wie Bewegung. Die maximale Wirkung wird jedoch durch die Kombination des zweiten Medikaments GW1516 mit Bewegung erreicht - Mäuse erwerben die Fähigkeit, 65-70% länger zu laufen. Der Wirkungsmechanismus dieser Medikamente unterscheidet sich vom Wirkungsmechanismus von anabolen Steroiden und anderen derzeit entwickelten Medikamenten, die die Muskelmasse erhöhen, ohne die Ausdauer zu erhöhen.
In früheren Arbeiten gelang es Ronald Evans und seinen Kollegen, gentechnisch veränderte „Marathonmäuse“mit der doppelten Ausdauer normaler Tiere zu erschaffen. Ähnliche Experimente wurden von anderen Forschern durchgeführt - wir haben im Artikel "Gendoping" über ihre Superman-Mäuse gesprochen. In der neuen Arbeit konnten Evans und Co-Autoren den gleichen Effekt mit Hilfe von Medikamenten erzielen – dies ist der erste Schritt zur Übertragung bisheriger Ergebnisse in die Praxis.
Die von den Forschern untersuchten Verbindungen verändern den durch das PPAR-delta-Protein vermittelten Signalmechanismus, jedoch mit leicht unterschiedlichen Ergebnissen. Eines der Medikamente, das frühzeitig auf den Signalmechanismus einwirkt, erhöht die Ausdauer der Tiere um 44%. Für Muskelgewebe ist es eine Art Ersatz für die tägliche Bewegung.
Noch effektiver ist das zweite Medikament, das das PPAR-Protein direkt aktiviert, aber nur in Kombination mit Bewegung wirkt. Es wirkt sich nicht auf sesshafte Tiere aus, jedoch können aktive Mäuse aufgrund seiner Wirkung 60-75 % länger laufen. Wenn sich die Ergebnisse in klinischen Studien bestätigen, könnten die neuen Medikamente zur Verbesserung der Trainingsleistung eingesetzt werden, insbesondere bei übergewichtigen Patienten, die ein hohes Risiko haben, an Diabetes zu erkranken, und die es am dringendsten benötigen.
Sieht so aus, als ob die effektivste Behandlung – eine Kombination aus Medikamenten und Bewegung – den Stoffwechsel des Muskelgewebes umprogrammiert und schnelle Fasern in langsame umwandelt. Bei aktiven Mäusen, denen der PPAR-delta-Aktivator verabreicht wurde, stieg die Anzahl der "langsamen" Fasern im Vergleich zur Kontrollgruppe (Einnahme des Arzneimittels, aber sesshafte Tiere) um 38 %. Gleichzeitig wurde ein einzigartiges Genexpressionsprofil gebildet, das teilweise wiederholt, was während aktiver körperlicher Anstrengung passiert.
Bis heute wissen Forscher nicht, ob experimentelle Medikamente eine ähnliche Wirkung beim Menschen haben. (Der PPAR-Delta-Aktivator wurde bereits klinisch zur Behandlung von Fettleibigkeit und Cholesterinspiegeln getestet, aber die Ergebnisse wurden noch nicht veröffentlicht.) Die Autoren glauben, dass die Steigerung der Wirksamkeit von Bewegung mit neuen Medikamenten einer großen Anzahl von übergewichtigen Patienten helfen wird. Sie betonen jedoch, dass, wenn Menschen anfangen, sie nicht zusammen, sondern "anstelle von" zu trainieren, dies den Wert ihrer Leistung stark mindern wird.
Darüber hinaus können neue Medikamente von Sportlern missbraucht werden, daher entwickeln die Autoren zusammen mit der Welt-Anti-Doping-Agentur Tests, um eines davon zu identifizieren. Bislang ist jedoch nicht klar, ob neue Medikamente die Ausdauer trainierter Sportler steigern werden. Langstreckenläufer haben Biopsien, die zeigen, dass 80–90 % ihres Muskelgewebes aus langsamen Fasern bestehen, sodass noch nicht klar ist, welche Wirkung der PPAR-Delta-Aktivator auf sie haben wird.
Mehr Details über den Krieg zwischen den Entwicklern moderner Dopingmittel und Methoden zu ihrem Nachweis haben wir im Artikel „Doping im Überfluss“erzählt.
" Ewige Jugend"
