Effetto combinato dell'esercizio fisico e dell'assunzione di allulosio sulla resistenza dei topi

 

Fonte: National Library of Medicine National Center for Biotechnology Information

(Sito web ufficiale del governo degli Stati Uniti)

 

Autori

1. Facoltà di Farmacia, Università Meijo, Nagoya, Aichi, Giappone:

• Takamasa Tsuzuki
• Ryo Suzuki
• Risa Kadžun
• Yukiyasu Toyoda
• Takayuki Negishi
• Kazunori Yukawa

2. Ricerca e Sviluppo, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd., Itami, Hyogo, Giappone:

• Takako Yamada
• Tetsuo Iida

3. Dipartimento di Medicina dello Sport, Scuola di Dottorato in Medicina, Università di Nagoya, Nagoya, Aichi, Giappone:

•  Bingyang Liu
• Teruhiko Koike

4. Centro di ricerca per la salute, l'idoneità fisica e lo sport, Università di Nagoya, Nagoya, Aichi, Giappone:

• Teruhiko Koike

 

Abstract

Questo studio ha esaminato gli effetti combinati dell'esercizio fisico e dell'assunzione di allulosio sulla resistenza dei topi.

I topi maschi C57BL/6J sono stati alimentati con una dieta di controllo (Con) o con una dieta al 3% di allulosio (Allu), e successivamente suddivisi in gruppi sedentari (Sed) o sottoposti ad esercizio fisico (Ex) (Con-Sed, Con-Ex, Allu-Sed, Allu-Ex; n = 6-7/gruppo).

I topi del gruppo Ex sono stati addestrati su un tapis roulant motorizzato per 5 giorni alla settimana per 4 settimane (15-18 m/min, 60 minuti).

Dopo il periodo di allenamento, su tutti i topi è stato eseguito un test di corsa ad esaurimento per valutarne la resistenza.

48 ore dopo il test di corsa, i topi dei gruppi Ex hanno corso nuovamente a una velocità di 18 m/min per 60 minuti. Successivamente, subito dopo questa serie di esercizi, sono stati prelevati campioni dal muscolo gastrocnemio e dal fegato.

Il tempo di corsa fino all'esaurimento è stato generalmente superiore nel gruppo Allu-Ex rispetto al gruppo Con-Ex (p = 0,08).

Il contenuto di glicogeno muscolare è risultato significativamente inferiore nel gruppo Con-Ex rispetto al gruppo Con-Sed e significativamente superiore nel gruppo Allu-Ex rispetto al gruppo Con-Ex (p < 0,05).

Inoltre, l'esercizio fisico ha aumentato il livello di fosforilazione della proteina chinasi attivata dall'adenosina monofosfato (AMPK) nel muscolo e nel fegato.

Il livello di fosforilazione dell'acetil-coenzima A carbossilasi (ACC), a valle dell'AMPK, nel muscolo e nel fegato è stato significativamente superiore nel gruppo Allu-Ex rispetto al gruppo Con-Sed (p < 0,05), il che suggerisce che la combinazione di esercizio fisico e D-allulosio potrebbe aver attivato la via di segnalazione AMPK-ACC, correlata all'ossidazione degli acidi grassi nel muscolo e nel fegato.

 

Sintesi

I nostri dati suggeriscono che la combinazione di esercizio fisico e assunzione di allulosio è una strategia efficace per migliorare la resistenza dei topi.

Ciò potrebbe essere correlato al risparmio di glicogeno e al potenziamento dell'attivazione della segnalazione AMPK-ACC nel muscolo scheletrico.

 

Figura 1. Cambiamenti nel peso corporeo e nell'assunzione di cibo durante il periodo sperimentale

Peso corporeo (a) e assunzione di cibo (b).

I valori sono espressi come media ± errore standard. * p 0,05 vs. Con‐Sed, † p 0,05 vs. Con‐Ex

• Il peso corporeo del gruppo di controllo sedentario (Con-Sed) è il più alto, mentre quello del gruppo che svolge esercizio fisico e consuma allulosio (Allu-Ex) è il più basso.
• Il peso corporeo del gruppo di controllo sottoposto a esercizio fisico (Con-Ex) è aumentato maggiormente rispetto a quello del gruppo sedentario con dieta a base di allulosio (Allu-Sed).
• L'assunzione di cibo ha mostrato una differenza significativa tra i gruppi (p<0.05).

 

Figura 2. Effetto dell'esercizio fisico e dell'assunzione di allulosio sulla dimensione degli adipociti nel grasso epididimale

Colorazione H&E di sezioni di grasso epididimale (ingrandimento 20×, scala = 100 μm) (a). Istogramma che mostra la distribuzione dimensionale degli adipociti bianchi misurati nel grasso epididimale (b).

I valori sono espressi come media ± errore standard. * p < 0,05 vs. Con-Sed, † p < 0,05 vs. Con-Ex, # p < 0,05 vs. All-Sed. H&E, ematossilina ed eosina

L'immagine è composta da due parti che mostrano dati scientifici relativi alle cellule adipose (adipociti):

• Immagini al microscopio ottico (a): mostrano l'effetto di diversi gruppi sperimentali (Con, Allu) e trattamenti (Sed – stile di vita sedentario, Ex – esercizio fisico) sulla struttura del tessuto adiposo.
• Istogramma (b): illustra la distribuzione delle dimensioni delle cellule adipose in diverse categorie, espressa in frequenza percentuale.
• Analisi statistica: i valori p mostrati sul grafico indicano la significatività statistica delle differenze dimensionali (p<0.05) e dell'interazione (p<0.05) tra i gruppi.

 

Figura 3. Effetto dell'esercizio fisico e dell'assunzione di allulosio sulla resistenza

Popolazione di corridori (a) e tempo di corsa fino all'esaurimento (b). I valori sono espressi come media ± errore standard. * p < 0,05

(a) Proporzione di topi corridori (%) Tempo all'esaurimento (min) (b) Tempo di corsa (min) Sedentario Esercizio Interazione: p=0.07 Dieta: n.s. Esercizio: p<0.05

• L'esercizio fisico ha aumentato significativamente il tempo di corsa in entrambe le diete (controllo e allulosio).
• L'allulosio da solo non ha mostrato alcun effetto significativo sulla resistenza nel gruppo sedentario.
• Il tempo di corsa più lungo è stato ottenuto dal gruppo che consumava allulosio e svolgeva esercizio fisico (Allu-Ex).
• I dati suggeriscono che potrebbe esserci un effetto sinergico tra allulosio ed esercizio fisico nel migliorare la resistenza (effetto di interazione p=0.07).

 

Figura 4. Effetto dell'esercizio fisico e dell'assunzione di allulosio sul contenuto di glicogeno e sulla fosforilazione di GSK3β

Contenuto di glicogeno nel muscolo gastrocnemio (a) e nel fegato (b), e fosforilazione di GSK3β nel muscolo (c) e nel fegato (d) dopo l'ultimo esercizio.

I valori sono espressi come media ± errore standard. * p < 0,05. GSK, glicogeno sintasi chinasi

(a) Glicogeno muscolare (µg/mg di proteine)

Interazione: p < 0.05

Dieta: n.s.

Esercizio: p < 0.05

(b) Glicogeno epatico (µg/mg di proteine)

(c) Fosforilazione di GSK-3β (AU)

L'immagine mostra grafici che presentano gli effetti del glicogeno muscolare, del glicogeno epatico e della fosforilazione di GSK-3β, esaminando gli effetti dell'allulosio sui topi.

Il livello di glicogeno muscolare diminuisce significativamente a causa dell'esercizio fisico sia nel gruppo di controllo che in quello allulosio (Allu).

Anche il livello di glicogeno epatico diminuisce con l'esercizio fisico in entrambi i gruppi.

La fosforilazione di GSK-3β nel fegato diminuisce significativamente con l'esercizio fisico.

 

Figura 5. Effetto dell'esercizio fisico e dell'assunzione di allulosio sulla fosforilazione della cascata di segnalazione AMPK-ACC

Western blot rappresentativi (a, d) e rapporti di fosforilazione di AMPK (b, e) e ACC (c, f) nel muscolo gastrocnemio e nel fegato dopo l'ultima serie di esercizi.

I valori sono espressi come media ± errore standard. * p < 0,05. AMPK, proteina chinasi attivata dall'adenosina monofosfato; ACC, acetil-coenzima A carbossilasi

 

1. Analisi nel muscolo gastrocnemio

I grafici scientifici mostrati nell'immagine illustrano la fosforilazione delle proteine AMPK e ACC nel muscolo gastrocnemio e nel fegato, in funzione della dieta di controllo (Con) e allulosio (Allu), nonché delle condizioni sedentarie (Sed) e allenate (Ex).

• Nel muscolo gastrocnemio, l'esercizio ha aumentato significativamente la fosforilazione dell'AMPK (p<0,05), indipendentemente dalla dieta.
• La dieta ha avuto un effetto significativo sulla fosforilazione dell'ACC (p<0,05), che è risultata più alta nel gruppo allulosio.

 

2. Analisi nel fegato

I dati relativi al fegato mostrano tendenze simili.

• Anche in questo caso, l'esercizio fisico ha aumentato significativamente la fosforilazione dell'AMPK (p<0,05).
• Grazie alla dieta, la fosforilazione dell'ACC nel fegato è risultata significativamente più alta nel gruppo allulosio (p<0,05).

L'esercizio fisico ha aumentato significativamente il tempo di corsa in entrambe le diete (controllo e allulosio).

L'allulosio da solo non ha mostrato alcun effetto significativo sulla resistenza nel gruppo sedentario.

Il tempo di corsa più lungo è stato ottenuto dal gruppo che consumava allulosio e svolgeva esercizio fisico (Allu-Ex).

I dati suggeriscono che potrebbe esserci un effetto sinergico tra allulosio ed esercizio fisico nel migliorare la resistenza (effetto di interazione p=0.07).