- Gli studi hanno dimostrato che Piezo1, una proteina che si trova nel rivestimento interno dei vasi sanguigni, può rilevare l’aumento del flusso sanguigno durante l’esercizio fisico.
- Un nuovo studio sui topi ha scoperto che Piezo1 è essenziale per mantenere la densità dei capillari nei muscoli e la capacità di attività fisica.
- Questi risultati suggeriscono che la presenza di Piezo1 nei vasi sanguigni può modulare la capacità di prestazione fisica in base ai cambiamenti nel flusso sanguigno durante l’esercizio fisico.
- L’inattività fisica può comportare una riduzione del flusso sanguigno ai muscoli, una ridotta attivazione di Piezo1 e, di conseguenza, un calo della capacità di esercizio.
I periodi di inattività fisica dovuti a uno stile di vita sedentario, a una malattia o a un infortunio sono associati a una ridotta capacità di esercizio fisico o di disallenamento.
Un recente studio sui topi suggerisce che la proteina Piezo1 espressa dalle cellule endoteliali che rivestono la superficie interna dei vasi sanguigni potrebbe mediare questi effetti dell’inattività fisica sulla capacità di esercizio.
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Questi dati suggeriscono che Piezo1 può modulare l’afflusso di sangue locale ai muscoli e quindi la capacità di prestazione fisica in base ai livelli di attività fisica.
La coautrice dello studio, la dott.ssa Fiona Bartoli, una borsista post-dottorato presso l’Università di Leeds, nel Regno Unito, ha detto Notizie mediche oggi: “Sebbene questo studio sia stato condotto sui topi, la proteina Piezo1 è presente anche nell’uomo, indicando che potrebbe esistere lo stesso meccanismo molecolare. Suggeriamo che la disattivazione di Piezo1 non facendo abbastanza esercizio influisca sulle prestazioni fisiche riducendo la densità capillare nei muscoli”.
“Questo flusso sanguigno limitato significa che l’attività diventa più difficile, causando ulteriore inattività e portando a una spirale discendente. Aiuta a spiegare la biologia del motivo per cui l’esercizio diventa più difficile meno lo fai e perché è importante esercitarsi regolarmente per mantenere attive le nostre proteine Piezo1 per mantenere le nostre prestazioni fisiche e la nostra salute”.
– Dott. Bartoli
Lo studio compare nel Giornale di ricerca clinica.
Attività fisica e Piezo1
Gli scienziati hanno ipotizzato da tempo che alcune molecole nel corpo potrebbero essere in grado di rilevare i livelli di attività fisica e aiutare il corpo ad adattarsi al variare dei livelli di attività fisica.
L’attività fisica è associata ad un aumento del flusso sanguigno ai muscoli. Pertanto, le molecole in grado di rilevare i cambiamenti nel flusso sanguigno ai muscoli potrebbero fungere da sensori di esercizio.
Il
Studi recenti hanno dimostrato che la proteina Piezo1 espressa dalle cellule endoteliali può percepire l’aumento del flusso sanguigno durante l’attività fisica. Inoltre, anche la proteina Piezo1 lo è
Tuttavia, l’impatto di Piezo1 sui livelli di attività fisica rimane poco chiaro. I ricercatori hanno intrapreso il presente studio per esaminare la capacità di Piezo1 di modulare i livelli di attività fisica.
Attività fisica ridotta
Nel presente studio, i ricercatori hanno utilizzato topi adulti che avevano geneticamente modificato interrompendo l’espressione del gene Piezo1 nelle loro cellule endoteliali. La disattivazione di Piezo1 nei topi adulti ha aiutato i ricercatori a evitare qualsiasi effetto potenzialmente dannoso che l’interruzione di questa proteina avrebbe potuto avere nei topi in via di sviluppo.
Hanno confrontato gli effetti della disattivazione di Piezo1 sull’attività fisica con un gruppo di controllo costituito da topi adulti con espressione di Piezo1 endoteliale intatta.
I ricercatori hanno scoperto che i topi nel gruppo di disattivazione Piezo1 hanno mostrato livelli di corsa, arrampicata e camminata inferiori a 10 settimane rispetto al gruppo di controllo.
Sebbene gli animali di entrambi i gruppi abbiano svolto attività fisica per un periodo di tempo simile, la disattivazione di Piezo1 ha portato a velocità di corsa inferiori, suggerendo un calo del desiderio di attività fisica.
Questi dati suggeriscono che la disattivazione di Piezo1 ha avuto un impatto negativo sulle prestazioni fisiche senza influenzare la motivazione a dedicarsi all’attività fisica.
Meccanismi sottostanti
I cambiamenti nella respirazione, nel metabolismo, nella funzione cardiaca o nella composizione muscolare potrebbero potenzialmente spiegare il calo delle prestazioni fisiche dopo la disattivazione di Piezo1.
I ricercatori hanno scoperto che la disattivazione di Piezo1 non ha alterato il metabolismo energetico, la funzione respiratoria o cardiaca. Allo stesso modo, gli animali nei gruppi sperimentali e di controllo non differivano in
Successivamente, i ricercatori hanno esaminato l’impatto dell’interruzione di Piezo1 sulla densità dei capillari nel muscolo scheletrico. Hanno scoperto che la disattivazione di Piezo1 riduceva la densità capillare nei muscoli del 20%. Inoltre, una tale riduzione della densità capillare era assente nel tessuto cardiaco, suggerendo che gli effetti della disattivazione di Piezo1 erano specifici del tessuto muscolare scheletrico.
I ricercatori hanno quindi esaminato se la ridotta densità capillare nel tessuto muscolare scheletrico dopo la disattivazione di Piezo1 fosse dovuta alla regressione dei vasi sanguigni precedentemente esistenti. Le cellule endoteliali nei vasi sanguigni sono supportate da una matrice chiamata membrana basale vascolare.
Dopo la disattivazione di Piezo1, i ricercatori hanno trovato resti di capillari precedentemente esistenti sotto forma di membrana basale vascolare senza cellule endoteliali attaccate nel muscolo scheletrico.
Hanno anche identificato una sovraregolazione dei marcatori per la morte cellulare nelle cellule endoteliali dopo la disattivazione di Piezo1.
Questi dati suggeriscono che la ridotta densità capillare nel tessuto muscolare scheletrico dopo la disattivazione di Piezo1 era dovuta all’aumento della morte delle cellule endoteliali, con conseguente regressione dei vasi sanguigni.
Secondo un modello basato su questi dati, l’aumento del flusso sanguigno durante l’attività fisica potrebbe attivare la proteina endoteliale Piezo1. Questa attivazione può aiutare a mantenere o aumentare la stabilità dei vasi sanguigni nel tessuto muscolare scheletrico, aumentando così la densità capillare e migliorando le prestazioni muscolari.
Nel presente studio, l’interruzione dell’espressione del gene Piezo1 nei topi geneticamente modificati ha comportato livelli di attività fisica inferiori e una ridotta densità capillare nel tessuto muscolare scheletrico.
I ricercatori osservano che una disattivazione simile di Piezo1 può verificarsi durante lunghi periodi di inattività fisica, con conseguente riduzione della capacità di esercizio.