先週運動の脂質代謝への効果の一部(脂肪燃焼、糖代謝改善)が、筋肉から産生されるアイリシン(irisin)という蛋白を介しているという発見についてお知らせしましたが、これもやはり科学雑誌Natureに掲載された論文で、運動の健康効果を仲介している仕組みについての新しい発見です。

タイトルにあるBCL2はもともと細胞死(アポトーシス)や自己貪食(オートファジー)を抑制する働きが知られていました。BCL2はbeclin-1と結合して、beclin-1の機能を抑制する事で、オートファジーを抑制します。しかしオートファジーは抑制すれば良いというものではなく、これによって細胞内に蓄積た変性したタンパク質や老化した細胞内小器官をライソゾームで分解し、細胞内環境と機能を(若く)保つという重要な働きがあり、発ガンや神経細胞変性などを抑える上でもオートファジーが重要である事が知られています。

今回の研究では、マウスにおいて運動が筋細胞のオートファジーを増加させる事を確認した上で、BCL遺伝子上の3カ所に変異を導入することで、運動誘発性のオートファジー増加が抑えられ、同時に運動による糖代謝改善(インスリン感受性増加や筋細胞へのグルコース取り込み増加)効果も消失した事から、運動は、BCL2のこれらの部位のリン酸化を起こし、BCL2とbeclin-1との結合を抑える事でオートファジーを亢進させ、糖代謝改善効果を発現させると結論し、さらにそこから類推して運動の多彩な臓器組織保護効果にこのようなオートファジーの活性化が共通の機序(BCL2とbeclin-1の結合阻害)として関与している可能性が考えられるとしています。

この発見から、今度はBCL2とbeclin-1の結合阻害薬などの開発が進む事でしょう。こういうのを運動擬似薬といって、さまざまな研究が進められていますので、運動が好きでない人、なんとか身体を動かさずしかし健康とスリムな体型を手にしたいという人は、待てば海路の日和が来るかもしれません。
ただし一粒飲めば運動の心身両面への様々な効果をすべて代行できる安全な薬が発売されるかどうか、また発売されるとしても自分の人生に間に合うかどうかはわからないので、とりあえず今は安価安全且つ効果確実な運動習慣を身につける事が正解のような気がします。


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Nature. 2012 Jan 18. doi: 10.1038/nature10758. [Epub ahead of print]

Exercise-induced BCL2-regulated autophagy is required for muscle glucose homeostasis.

Abstract

Exercise has beneficial effects on human health, including protection against metabolic disorders such as diabetes. However, the cellular mechanisms underlying these effects are incompletely understood. The lysosomal degradation pathway, autophagy, is an intracellular recycling system that functions during basal conditions in organelle and protein quality control. During stress, increased levels of autophagy permit cells to adapt to changing nutritional and energy demands through protein catabolism. Moreover, in animal models, autophagy protects against diseases such as cancer, neurodegenerative disorders, infections, inflammatory diseases, ageing and insulin resistance. Here we show that acute exercise induces autophagy in skeletal and cardiac muscle of fed mice. To investigate the role of exercise-mediated autophagy in vivo, we generated mutant mice that show normal levels of basal autophagy but are deficient in stimulus (exercise- or starvation)-induced autophagy. These mice (termed BCL2 AAA mice) contain knock-in mutations in BCL2 phosphorylation sites (Thr69Ala, Ser70Ala and Ser84Ala) that prevent stimulus-induced disruption of the BCL2-beclin-1 complex and autophagy activation. BCL2 AAA mice show decreased endurance and altered glucose metabolism during acute exercise, as well as impaired chronic exercise-mediated protection against high-fat-diet-induced glucose intolerance. Thus, exercise induces autophagy, BCL2 is a crucial regulator of exercise- (and starvation)-induced autophagy in vivo, and autophagy induction may contribute to the beneficial metabolic effects of exercise.