Открытие пока что подтвердилось лишь экспериментами на мышах, но ученые настроены оптимистично. Если их работа увенчается успехом, это изменит подход к лечению большого количества заболеваний.
Для чего нужны фитнес-таблетки?
На днях стало известно, что ученые, возможно, создали препарат, способный имитировать пользу для здоровья, которую дают физические упражнения. Новость настолько обрадовала мировое сообщество, что во многих источниках сообщалось о так называемой фитнес-таблетке, которая может стать альтернативой для людей, которые не могут тренироваться по разным причинам от болезни и травмы до проблем, связанных с возрастом.
В интервью журналу The National руководитель проекта Бахаа Элгенди, профессор анестезиологии Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, США, рассказал, что его команда исследователей вдохновлялась «огромной пользой для здоровья, связанной с регулярными физическими упражнениями».
«Доказано, что физические упражнения улучшают различные аспекты здоровья, такие как сердечно-сосудистая функция, обмен веществ, психическое благополучие и общее качество жизни. Однако не каждый может регулярно тренироваться из-за различных препятствий, таких как возраст, физические ограничения или состояние здоровья». Бахаа Элгенди профессор анестезиологии Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе
В чем суть чудо-препарата?
Команда профессора Бахаи Элгенди сосредоточилась на понимании того, как физические упражнения улучшают метаболизм и рост мышечных клеток, а также улучшают общую производительность мышц. Их десятилетние исследования привели к разработке соединения под названием SLU-PP-332. Оно активирует эстроген-связанные рецепторы (ERR), участвующие в адаптации организма к физическим нагрузкам.
О ведущейся работе сообщалось еще осенью 2023 года, когда ученые опубликовали свои выводы в «Журнале фармакологии и экспериментальной терапии». Тогда главный акцент был сделан на том, что новое соединение помогает страдающим ожирением мышам терять вес, убеждая их мышцы в том, что они тренируются больше, чем на самом деле, и повышая метаболизм. Кроме того, SLU-PP-332 вдвое увеличивал выносливость мышей.
Фитнес-таблетка — это препарат для похудения?
Полгода назад исследователи подчеркивали, что однажды новый препарат можно будет протестировать на людях в качестве терапии ожирения, диабета и возрастной потери мышечной массы. Во многом актуальность своей разработки они связывали с появившимися на рынке лекарствами вроде Ozempic, которые успешно снижают аппетит и помогают лечить метаболические заболевания.
Однако SLU-PP-332, по их словам, не влияет на аппетит и пищевое поведение. Вместо этого соединение усиливает естественный обмен веществ, как это происходит при физических нагрузках. По сути, оно заставляет организм действовать так, как будто он готовится к марафону, что приводит к увеличению расхода энергии и ускорению метаболизма жира в организме.
«Это соединение заставляет скелетные мышцы совершать те же изменения, которые мы наблюдаем во время тренировок на выносливость. Когда мы давали препарат мышам, мы видели, что метаболизм всего тела переходит на использование жирных кислот. Это очень похоже на то, что происходит с людьми во время голодания или физических упражнений. В итоге животные начинали худеть». Томас Беррис Профессор фармации Университета Флориды, соавтор исследования
Таблетка вместо тренировок?
Результаты дальнейших исследований, проведенных на лабораторных мышах, ученые представили на встрече Американского химического общества, которая проходила с 17 по 21 марта 2024 года в Новом Орлеане, США. Авторы подчеркнули потенциал новых соединений, которые способны имитировать положительное воздействие физических упражнений на мышечные клетки грызунов.
По словам профессора Элгенди, влияние миметиков упражнений на сферу здравоохранения и качество жизни пациентов может быть колоссальным. Разрабатываемые его командой препараты потенциально могут стать способом улучшить здоровье и благополучие без необходимости тяжелых и изнурительных тренировок. Особенно заинтересованными в этом могут быть люди с физическими ограничениями или с особыми состояниями здоровья.
Миметики — лекарственные препараты, биохимически имитирующие естественно синтезируемые в организме вещества или вызывающие изменения, сходные с теми, что проявляются под действием внешних факторов.
Насколько широк спектр действия?
Препарат, который может имитировать эффекты от тренировок, может компенсировать мышечную атрофию и слабость, возникающие у людей из-за возраста, рака, определенных генетических заболеваний или других причин, по которым они не могут вести регулярную активную жизнь. По словам профессора Элгенди, новая разработка также сможет противодействовать эффектам других лекарств, например, препаратов для снижения веса, которые вызывают одновременную потерю и жира, и мышц.
Однако, отмечая потенциальную пользу таблетки в лечении и профилактике хронических заболеваний, улучшении сердечно-сосудистой функции, усилении обмена веществ и улучшении психического здоровья, руководитель исследования подчеркивает, что она не заменит тренировки. Физические упражнения важны на всех уровнях, и, если вы можете заниматься спортом, вам следует продолжать это делать.
Как работает препарат будущего?
На встрече Американского химического общества Бахаа Элгенди представил актуальные данные, согласно которым SLU-PP-332 перспективен в качестве потенциального заменителя физических упражнений. При этом ключевую роль в процессе играют упомянутые выше эстроген-связанные рецепторы (ERR), оказывающие множество полезных эффектов.
Основываясь на том, что соединение повышает выносливость и устойчивость к утомлению мышечных волокон у мышей, исследователи разработали новые молекулы, усиливающие взаимодействие с ERR. Они показали многообещающие результаты в предварительных испытаниях.
«Активируя ERR, соединение обманывает клетки, заставляя их даже при отсутствии фактической активности вести себя, как при физической нагрузке. Потенциально это может привести к улучшению метаболического здоровья, повышению выносливости и другим преимуществам, которые дают регулярные тренировки». Бахаа Элгенди профессор анестезиологии Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе
Команда сравнила эффективность SLU-PP-332 с эффективностью новых соединений, изучив рибонуклеиновую кислоту (РНК) из 15 000 генов в клетках сердечной мышцы мышей. Полученные результаты позволяют предположить, что эти соединения более эффективно имитируют эффекты физических упражнений.
По словам авторов разработки, потенциально она может быть эффективна в борьбе с мышечной атрофией и слабостью, связанной со старением и различными заболеваниями. Активация ERR может принести терапевтические преимущества при таких состояниях, как ожирение, сердечная недостаточность, ухудшение функции почек и даже нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера.
«Во всех этих условиях ERR играют важную роль. Если у вас есть соединение, которое может эффективно их активировать, вы сможете добиться очень многих полезных эффектов», — заключил руководитель испытаний.
Когда фитнес-таблетка появится в аптеках?
Профессор Бахаа Элгенди и его коллеги, основали стартап, получивший название Pelagos Pharmaceuticals и специализирующийся на борьбе с болезнями старения. Их дальнейшая работа сосредоточится на тестировании новых соединений на других животных.
До сих пор препарат не вызвал каких-либо серьезных побочных эффектов. Следующим шагом в превращении SLU-PP-332 в уверенного кандидата на полноценное лекарственное средство станет усовершенствование его структуры. В идеале соединение должно быть доступно в виде таблеток, а не инъекций, как сейчас.
Затем препарат будет проверен на наличие побочных эффектов на большем количестве животных, а уже потом ученые перейдут к испытаниям на людях. Прежде чем таблетка станет доступной, могут пройти долгие годы. Открытие SLU-PP-332 заняло у ученых десять лет.
Существуют ли другие разработки в этой области?
Поиск лекарств, имитирующих преимущества тренировок, уже давно является одной из целей науки. Каждое новое исследование дает надежду на помощь не только тем, у кого мало времени, или кто слишком ленив, но и пожилым, а также людям с заболеваниями или инвалидностями. Профессор Элгенди не единственный, кто ведет активные исследования в этой области.
В прошлом году ученые Норвежского университета науки и технологий опубликовали отчет о клиническом исследовании, получившем название ExPlas — «тренированная плазма». Их эксперименты включали забор плазмы крови у молодых и здоровых взрослых, регулярно занимающихся спортом, и введение ее людям в возрасте от 50 до 75 лет на ранних стадиях болезни Альцгеймера. Технология была впервые испытана на людях.
Окончательные результаты будут доступны в 2025 году, однако, по словам авторов разработки, есть надежда, что она станет новым способом омоложения разума и тела пожилых людей, а, возможно, однажды даже всех, кто ведет преимущественно сидячий образ жизни.
В 2012 году ученые обнаружили гормон иризин, который выделяется мышцами во время тренировок. Это химическое вещество-мессенджер взаимодействует с различными частями тела. В ноябре 2023 года доцент медицины Гарвардской медицинской школы Кристиан Вранн и ее коллеги продемонстрировали, что иризин может достигать мозга и очищать его от токсичных амилоидных бляшек, участвующих в развитии болезни Альцгеймера. Это стало большим прорывом в понимании того, как физические упражнения помогают защитить мозг от деменции.
Команда Вранн основала компанию Aevum Therapeutics, конечная цель которой — коммерциализация иризина в качестве первого в мире метода лечения, основанного на физических упражнениях. Ученые отмечают, что пока слишком рано говорить, может ли это стать прорывом в терапии болезни Альцгеймера или препаратом, расширяющим полезные эффекты тренировок.
«До сих пор никому не удалось превратить пользу тренировок в лекарство. Но если вы сможете уместить хотя бы часть преимуществ физических упражнений в препарат, это действительно изменит ситуацию и улучшит лечение пациентов». Кристиан Вранн доцент медицины Гарвардской медицинской школы
Для чего нужны такие разработки?
Как и Вранн, многие исследователи настаивают на том, что основной целевой группой для «спортивных» препаратов являются не те, у кого мало времени или ленивые люди, а скорее инвалиды и пожилые пациенты, которые оказались прикованными к дому или постели из-за вынужденного бездействия.
Ученые Токийского медицинского и стоматологического университета искали элемент, который защищал бы от остеопороза и саркопении — потери мышечной массы. Их идея заключалась в том, чтобы превратить новый ингредиент в лекарство для предотвращения слабости и восстановления способности двигаться.
Осенью 2022 года они объявили об открытии химического вещества под названием локамидазол. Согласно их публикации в журнале Bone Research, оно стимулирует два сигнальных пути в организме, которые активируются при физических нагрузках и участвуют в поддержке мышц и костей. Когда мышам давали его в качестве пероральной добавки, это улучшало ширину и функцию мышц, а также способствовало укреплению костей.
Есть ли у фитнес-таблеток перспективы?
Хотя многие открытия в этой области обнадеживают, большинство исследователей стараются делать осторожные заявления. Это связано с рисками опасных побочных эффектов. Кроме того, ученые пытаются ответить на вопрос, существует ли безопасный способ искусственно стимулировать организм, когда он находится в состоянии покоя и не ожидает активности путей, связанных с физическими упражнениями.
По словам Кристиан Вранн, маловероятно, что у нас когда-нибудь появится лекарство, которое универсально воспроизводит все преимущества тренировок. Физическая активность участвует в слишком многих биологических процессах, и даже если бы было возможно охватить их все, вероятно, это было бы небезопасно.
«Я не думаю, что реальна ситуация, когда одна таблетка дает двадцать полезных эффектов, которые вашему телу приносят упражнения». Кристиан Вранн доцент медицины Гарвардской медицинской школы
Вместо этого ученые предвидят будущее со множеством различных методов лечения, основанных на биологических процессах, выявленных в результате изучения физических упражнений.
В Университетском колледже Лондона профессор нейробиологии и психического здоровья Джонатан Ройзер, например, работает над проектом по измерению влияния тренировок средней интенсивности на иммунную систему и обмен веществ. Его команда также изучает их воздействие на настроение и мотивацию. Исследователи отмечают, что однажды их труд может привести к созданию совершенно нового класса антидепрессантов, основанных на физических упражнениях.