Er bestaat niet zoiets als een trainingspil - of wel?
Lichaamsbeweging is het beste medicijn. De positieve effecten ervan op onze gezondheid zijn algemeen bekend. Als er zoiets zou bestaan als een sportpil, dan weet ik zeker dat het 's werelds best verkochte en meest geconsumeerde medicijn zou zijn. Tot nu toe bestaat er echter nog geen pil die de effecten van een goede training nabootst. Maar een Japans team van onderzoekers heeft zojuist een veelbelovende doorbraak bereikt.
De moderne levensstijl en technologische vooruitgang hebben ons ontlast van zware lichamelijke arbeid. Toch is lichaamsbeweging van het grootste belang voor onze (spier)gezondheid. Een gebrek aan beweging leidt tot verlies van spiermassa en kracht. Tegelijkertijd neemt de botdichtheid af, wat kan leiden tot osteoporose. Bovendien wordt lichamelijke inactiviteit in verband gebracht met gezondheidsproblemen zoals hart- en vaatziekten, een verhoogd risico op beroertes en diabetes. Dit maakt lichamelijke inactiviteit een belangrijke oorzaak van vroegtijdig sterven. Bovendien vormt de behandeling van deze ziekten een enorme sociaaleconomische belasting voor ons gezondheidszorgsysteem. In het Global Status Report on Physical Activity van vorig jaar schatte de WHO dat lichamelijke inactiviteit de wereld jaarlijks 27 miljard dollar kost. Voor 2030 worden wereldwijde kosten van 300 miljard dollar verwacht [5]. Diabetes alleen al kostte Zwitserland 4,9 miljard dollar in 2021 [6].
Sporten is een effectieve en zeer goedkope therapie - zowel voor de gezondheid van individuen als voor de volksgezondheid. Helaas kan sporten niet aan iedereen worden voorgeschreven. Voor mensen met dementie of mensen die bedlegerig zijn, verdient medicamenteuze therapie de voorkeur. Dit was de motivatie voor een Japans onderzoeksteam om op zoek te gaan naar een methode die de effecten van lichaamsbeweging nabootst [7].
Op zoek naar de juiste therapie
Gymnastiek versterkt je spieren en botten en stimuleert de groei van spier- en botcellen. Om een therapeutische aanpak te vinden, ontwikkelden onderzoekers een systeem dat veranderingen in spier- en botcellen bestudeerde. Deze veranderingen werden vervolgens gekwantificeerd. Na het bestuderen van de spiercellen ontdekten ze dat acht van de 296 chemische verbindingen die ze vonden de groei van spiercellen bevorderden. Verbinding 17b, een van deze verbindingen, is een aminoindazoolderivaat dat bijzonder goed werkte en hielp bij de productie van meer van bepaalde eiwitten die belangrijk zijn voor spiergroei.
Vervolgens werden deze acht verbindingen onderzocht op hun effecten in botcellen. Ook hier bleek verbinding 17b de sterkste potentie te hebben om de vorming van botcellen te bevorderen. In een volgende stap testten de onderzoekers deze acht verbindingen op hun effecten op botverlies. 17b was het meest effectief in het onderdrukken van botverlies.
Met andere woorden, verbinding 17b bevordert de groei van spier- en botcellen en remt tegelijkertijd botverlies. De onderzoekers gaven deze verbinding de naam Locamidazol. Het is een portmanteau dat de woorden "locomotive" (beweging) en "aminoindazole" (chemisch bestanddeel) mengt en kortweg LAMZ wordt genoemd.
Van in vitro naar in vivo
De onderzoekers wilden testen hoe goed LAMZ zou presteren buiten een petrischaaltje en testten het op een levend organisme. Ze dienden LAMZ 14 dagen lang eenmaal daags toe aan muizen. Dit had geen effect op het lichaamsgewicht van de muizen. Verder waren er geen bijwerkingen. Na het experiment was het medicijn aantoonbaar in het bloed, de spieren en de botten van de dieren.
De spieren van de met LAMZ behandelde muizen waren groter dan die van de controlegroep. Er werd geen bewijs van pees- of spierschade gevonden. Ook werd er geen kraakbeenschade waargenomen. De LAMZ-muizen vertoonden minder vermoeidheid op de loopband in vergelijking met de dieren in de controlegroep.
De onderzoekers wilden vervolgens uitzoeken of LAMZ geschikt zou kunnen zijn als therapeutische aanpak als de dieren beperkte mobiliteit hadden. Ook dit werd getest op muizen waarvan de achterpoten iets waren opgehangen. Hierdoor konden ze hun spieren gedurende langere tijd niet bewegen, wat leidde tot spieratrofie en botverlies. De behandeling met LAMZ bleek ook effectief bij deze muizen.
Hoe werkt dit op biologisch niveau?
De onderzoekers onderzochten welke genen het meest actief waren in cellen die behandeld waren met LAMZ om te begrijpen hoe het werkt. In de met LAMZ behandelde cellen waren vooral genen actief die belangrijk zijn voor mitochondriën, ook wel de krachtpatsers van cellen genoemd. LAMZ verhoogde inderdaad het aantal mitochondriën in spier- en botcellen.
Sporten, vooral duursporten, bevordert de activering van een eiwit met de naam PGC-1α (peroxisome proliferator-activated receptor gamma, coactivator 1). Dit eiwit wordt beschouwd als een sleutelelement voor celinterne signaalcascades, dat in spieren wordt geactiveerd door duurtraining [8] en de vorming van mitochondriën bevordert. Om te bepalen of LAMZ PGC-1α effectief activeert, remden de onderzoekers PGC-1α in spier- en botcellen. Ze ontdekten dat dit ertoe leidde dat LAMZ vrijwel ineffectief bleef - zowel in vitro als in vivo.
Sporten en vooral duursporten activeren PGC-1α. Omdat LAMZ ook PGC-1α activeert, bootst het daarom sport na. LAMZ is met succes getest in diermodellen en in vitro met menselijke cellen. Omdat het ook werkt voor menselijke cellen, zou het een veelbelovende therapiemethode kunnen zijn om spieren en botten te versterken. Totdat LAMZ of een afgeleide daarvan op de markt komt, zijn er echter klinische studies nodig om mogelijke bijwerkingen en langetermijngevolgen bij mensen te onderzoeken.
Tot die tijd is lichaamsbeweging het beste advies. Want gezond bewegen is het beste medicijn.
Referenties
- Westcott WL. Weerstandstraining is medicijn: Effecten van krachttraining op de gezondheid. Curr Sports Med Rep. 2012;11: 209-216. doi:10.1249/JSR.0b013e31825dabb8
- Pedersen BK, Saltin B. Exercise as medicine - Evidence for prescribing exercise as therapy in 26 different chronic diseases. Scand J Med Sci Sport. 2015;25: 1-72. doi:10.1111/sms.12581
- Warburton DER, Nicol CW, Bredin SSD. Gezondheidsvoordelen van lichaamsbeweging: het bewijs. C Can Med Assoc J. Canadian Medical Association; 2006;174: 801. doi:10.1503/CMAJ.051351
- Abou Sawan S, Nunes EA, Lim C, McKendry J, Phillips SM. De voordelen van weerstandsoefeningen voor de gezondheid: Verder dan hypertrofie en grote gewichten. Exerc Sport Mov. 2023;1. doi:10.1249/ESM.0000000000000001
- Wereldgezondheidsorganisatie. Wereldwijd statusrapport over lichaamsbeweging 2022 [Internet]. WHO Press, Wereldgezondheidsorganisatie. 2022. Beschikbaar: https://www.who.int/teams/health-promotion/physical-activity/global-status-report-on-physical-activity-2022
Zwitserland diabetesrapport 2000 - 2045 [Internet]. [geciteerd 8 jan 2023]. Beschikbaar: https://diabetesatlas.org/data/en/country/192/ch.html
- Ono T, Denda R, Tsukahara Y, Nakamura T, Okamoto K, Takayanagi H, et al. Simultane vergroting van spier en bot door locomomimetisme via calcium-PGC-1α signalering. Bone Res 2022 101. Nature Publishing Group; 2022;10: 1-14. doi:10.1038/s41413-022-00225-w
Chan MC, Arany Z. De vele rollen van PGC-1α in spieren - Recente ontwikkelingen. Metabolisme: Clinical and Experimental. W.B. Saunders; 2014. pp. 441–451. doi:10.1016/j.metabol.2014.01.006
Headerafbeelding: Shutterstock
Moleculair en spierbioloog. Onderzoeker aan de ETH Zürich. Krachtsporter.