Exerkiny (II.): Proč žádná pilulka nenahradí trénink

Exerkiny (I.): Sval není jen motor. Jak během tréninku komunikuje s celým tělem

V prvním dílu jsme si ukázali, že kosterní sval není pouze orgánem zajišťujícím pohyb, ale také významným centrem meziorgánové komunikace. Při každé svalové kontrakci uvolňuje biologicky aktivní molekuly, které ovlivňují činnost mozku, jater, tukové tkáně, kostí, cév i imunitního systému. Tím ale příběh zdaleka nekončí.

Vědcům se během posledních dvou desetiletí podařilo identifikovat stovky látek, jejichž tvorba nebo uvolňování souvisí s pohybovou aktivitou. Jen malá část z nich je však natolik dobře prozkoumána, že dokážeme s jistotou popsat jejich biologickou funkci.^1,2

Některé se ukázaly jako klíčoví regulátoři energetického metabolismu. Jiné ovlivňují regeneraci, funkci mozku nebo přestavbu kostní tkáně. U dalších zatím tušíme, že mohou hrát významnou roli, jejich přesný význam však stále zůstává předmětem intenzivního výzkumu.

V tomto článku se podíváme na několik nejvýznamnějších exerkinů, které zásadně ovlivnily naše chápání fyziologie pohybu. Jejich příběhy zároveň dobře ukazují, jak dynamicky se současná sportovní medicína vyvíjí a proč nové objevy často přinášejí více otázek než definitivních odpovědí.

Interleukin-6: molekula, která změnila učebnice fyziologie

Jen málokterá molekula prošla během posledních třiceti let tak výraznou proměnou jako interleukin-6 (IL-6). Po dlouhou dobu byl IL-6 považován téměř výhradně za prozánětlivý cytokin.³ Zvýšené koncentrace byly opakovaně nacházeny u pacientů s chronickými zánětlivými onemocněními, obezitou nebo metabolickým syndromem. Zdálo se proto logické předpokládat, že jeho zvýšení bude vždy nežádoucí.

První studie sledující fyziologii cvičení ale přinesly překvapivý výsledek. Během vytrvalostního výkonu může koncentrace IL-6 v krvi vzrůst několikanásobně až více než stonásobně v závislosti na intenzitě a délce zátěže.^3,4 Přesto není spojena s poškozením organismu ani se vznikem škodlivého zánětu. Naopak pomáhá mobilizovat glukózu z jater, podporuje využívání mastných kyselin jako zdroje energie a současně stimuluje tvorbu dalších molekul s protizánětlivými účinky.^4,5

Rozhodující tedy není pouze to, jaká molekula vzniká, ale také kde, kdy a za jakých okolností je produkována. IL-6 uvolňovaný chronicky zanícenou tukovou tkání se nechová stejně jako IL-6 produkovaný krátkodobě pracujícím svalem. Právě tento poznatek zásadně změnil pohled na imunitní odpověď během cvičení a stal se jedním z pilířů moderní fyziologie pohybu. IL-6 nám připomíná důležitou skutečnost: molekuly v těle nelze jednoduše rozdělit na "dobré" a "špatné". Jejich účinek vždy závisí na kontextu.^3,5

Irisin: od vědecké senzace k opatrnému optimismu

Když byl poprvé objeven irisin, vzbudil obrovský zájem odborné i laické veřejnosti.⁶ První experimenty naznačovaly, že tento myokin by mohl podporovat přeměnu bílé tukové tkáně na metabolicky aktivnější hnědou, zvýšit energetický výdej a zprostředkovat některé příznivé účinky pravidelného pohybu.

Média rychle začala psát o "molekule cvičení", která by jednou mohla pomoci v léčbě obezity. Jenže věda málokdy postupuje přímočaře. V následujících letech se ukázalo, že měření irisinu není jednoduché a výsledky jednotlivých studií si často odporují. Pozdější studie přinesly rozporuplné výsledky.^6,7

Dnes je pohled na irisin mnohem střízlivější. Existují důkazy, že irisin skutečně vzniká v souvislosti se svalovou aktivitou a může ovlivňovat metabolismus, kostní tkáň i nervový systém. Zároveň ale víme, že jeho role není tak jednoznačná, jak se původně předpokládalo, a jeho význam u člověka je stále předmětem výzkumu.7

BDNF: proč pohyb prospívá mozku

Když se mluví o přínosech pravidelného pohybu, většina lidí si představí silnější svaly, lepší kondici nebo nižší množství tělesného tuku. Méně známým faktem je, že jedním z orgánů, který na cvičení reaguje nejvýrazněji, je mozek.

Lidé, kteří se pravidelně hýbou, často popisují lepší soustředění, kvalitnější spánek nebo pocit psychické pohody. Dlouhou dobu byly tyto účinky připisovány téměř výhradně endorfinům. Jde však pouze o malou část celého příběhu.

Významnou roli hraje BDNF (brain-derived neurotrophic factor) - bílkovina podporující růst, přežívání a vzájemnou komunikaci nervových buněk. Přestože je produkován především v mozku, pravidelná pohybová aktivita zvyšuje dostupnost a signalizaci BDNF.

BDNF podporuje proces označovaný jako neuroplasticita, tedy schopnost mozku vytvářet nová nervová spojení a přizpůsobovat se novým podnětům.⁸ Díky tomu se podílí na učení, ukládání vzpomínek i osvojování nových pohybových dovedností. To vysvětluje, proč pravidelný pohyb prospívá nejen sportovnímu výkonu, ale také duševní výkonnosti.

Význam BDNF navíc přesahuje oblast sportu.⁹ Rostoucí počet studií naznačuje, že pravidelná pohybová aktivita může prostřednictvím změn v signalizaci BDNF přispívat ke zpomalení věkem podmíněného poklesu kognitivních funkcí a snižovat riziko některých neurodegenerativních onemocnění.^8,9 Přesto je důležité zdůraznit, že BDNF představuje pouze jednu část složité biologické odpovědi mozku na pohyb a sám o sobě nevysvětluje všechny jeho příznivé účinky.

Myostatin: brzda, bez které by svaly rostly nekontrolovaně

Ve světě silového tréninku má myostatin téměř legendární pověst. Často bývá označován za nepřítele svalového růstu a objevují se tvrzení, že jeho potlačení by mohlo dramaticky zvýšit množství svalové hmoty.¹⁰ Realita je ale podstatně zajímavější.

Myostatin je regulační bílkovina, jejímž hlavním úkolem je omezovat nadměrný růst kosterního svalstva.¹⁰ Funguje jako přirozená biologická brzda, která udržuje rovnováhu mezi tvorbou a odbouráváním svalových bílkovin. Na první pohled se může zdát, že by bylo výhodné tuto brzdu jednoduše odstranit. Příroda má ale dobrý důvod, proč existuje.

Svalová tkáň patří mezi energeticky nejnáročnější tkáně lidského organismu. Každý kilogram svalové hmoty představuje nejen výhodu při pohybu, ale také dlouhodobý metabolický závazek. Organismus proto musí její množství pečlivě regulovat.

Myostatin nám připomíná důležitou skutečnost. Biologie obvykle neusiluje o maximální výkon, ale o rovnováhu. To, co se na první pohled jeví jako překážka, bývá často důležitou součástí jemně nastaveného regulačního systému. Myostatin je v současnosti intenzivně studován jako terapeutická molekula při léčbě onemocnění spojených se ztrátou svalové hmoty.^10,11

FGF21 a apelin: molekuly, které možná promluví do medicíny budoucnosti

Vedle dobře známých exerkinů se objevují další kandidáti, kteří mohou významně rozšířit naše chápání účinků pohybu. Mezi nejzajímavější patří FGF21 (fibroblast growth factor 21) a apelin.

FGF21 je hormonální bílkovina produkovaná především játry, ale za určitých podmínek také kosterním svalem. Podílí se na regulaci metabolismu glukózy a tuků, ovlivňuje energetickou rovnováhu a pravděpodobně se zapojuje i do adaptace organismu na dlouhodobou fyzickou zátěž nebo energetické omezení.¹²

Apelin je peptid vytvářený několika tkáněmi včetně kosterního svalu a cévního endotelu. Studie naznačují, že může podporovat funkci mitochondrií, zlepšovat využití glukózy, ovlivňovat cévní funkci a podílet se na některých adaptačních procesech spojených se stárnutím.¹³

Přesto bychom si měli zachovat kritický pohled. Velká část poznatků o těchto molekulách pochází z buněčných kultur nebo zvířecích modelů.^12,13 Přestože první výsledky vypadají slibně, jejich skutečný význam pro lidské zdraví bude možné posoudit až na základě kvalitních klinických studií. To je ostatně typické pro celý výzkum exerkinů. Každý nový objev přináší nejen odpovědi, ale také další otázky.

Co nám tyto molekuly říkají?

Interleukin-6, BDNF, myostatin, irisin, FGF21 nebo apelin mají odlišnou strukturu, vznikají v různých tkáních a ovlivňují rozdílné biologické procesy. Přesto mají jedno společné. Žádná z nich sama o sobě nevysvětluje, proč je pravidelný pohyb tak mimořádně prospěšný. Teprve jejich vzájemné působení vytváří komplexní biologickou odpověď, díky níž cvičení současně ovlivňuje metabolismus, nervový systém, imunitu, kostní tkáň i regeneraci.

Právě tato skutečnost nás přivádí k otázce, která dnes zaměstnává vědecké týmy po celém světě: Je možné tuto složitou biologickou odpověď jednou nahradit jediným lékem? Na první pohled to zní lákavě, ale...

Proč žádná pilulka nenahradí pohyb

Jakmile vědci zjistili, že fyzická aktivita spouští uvolňování desítek biologicky aktivních molekul s příznivými účinky na lidský organismus, začala se objevovat lákavá otázka. Bylo by možné některé z těchto účinků napodobit lékem? Na první pohled to zní celkem logicky. Není to ale tak jednoduché (naštěstí).

Pokud pravidelný pohyb snižuje riziko diabetu 2. typu, kardiovaskulárních onemocnění, osteoporózy nebo některých neurodegenerativních chorob, proč jednoduše nepodat pacientovi molekulu, která stejné adaptační mechanismy spustí i bez cvičení?

Právě tato myšlenka stojí za vývojem takzvaných exercise mimetics - látek, které by dokázaly napodobit alespoň část biologických účinků pohybové aktivity. Jde o jednu z nejambicióznějších oblastí současné sportovní medicíny.¹⁴

Na první pohled by se mohlo zdát, že stačí objevit nejdůležitější exerkin a vyrobit z něj lék. Jenže právě zde narážíme na zásadní problém. Fyziologické důsledky pohybu nejsou řízeny jedinou molekulou. Během několika minut od začátku cvičení se současně mění činnost nervového systému, hormonální regulace, průtok krve, metabolismus glukózy a tuků, aktivita mitochondrií, mechanické zatížení tkání i genová exprese.^1,14,15

Do tohoto procesu vstupují desítky hormonů, stovky signálních molekul a aktivita tisíců genů, jejichž aktivita se neustále mění podle intenzity a délky zátěže. Exerkiny jsou důležitou součástí této odpovědi, ale rozhodně nejsou jedinými aktéry. Představte si pohyb jako symfonický orchestr. Každý hudebník má svou roli a teprve jejich společná souhra vytváří výslednou skladbu.

Stejně fungují i exerkiny. IL-6 ovlivňuje energetický metabolismus a imunitní odpověď. BDNF podporuje adaptaci nervového systému. Myostatin reguluje růst svalové hmoty. FGF21 se podílí na metabolismu živin. Další molekuly ovlivňují cévy, kosti nebo tukovou tkáň. Ani jedna z nich však sama nedokáže napodobit účinky pravidelného pohybu.^1,15

Biologický význam exerkinů vzniká až ve chvíli, kdy působí společně, ve správném čase a ve správné koncentraci. Navíc se jejich vzájemné poměry mění podle typu tréninku, věku, trénovanosti, výživy i aktuálního zdravotního stavu. Právě tato mimořádná složitost je jedním z hlavních důvodů, proč se dosud nepodařilo vytvořit lék, který by dokázal nahradit pravidelnou fyzickou aktivitu.

Mohou být exerkiny přesto užitečné?

To ovšem neznamená, že výzkum exerkinů nemá praktický význam. Právě naopak. Lepší pochopení jejich biologických funkcí může v budoucnu pomoci pacientům, kteří se z různých důvodů nemohou pravidelně hýbat. Patří sem například lidé po rozsáhlých operacích, pacienti s těžkým srdečním selháním, pokročilými neurologickými onemocněními nebo osoby dlouhodobě upoutané na lůžko.^15,16

V těchto situacích by cílené ovlivnění některých signálních drah mohlo alespoň částečně zmírnit důsledky dlouhodobé fyzické neaktivity. Ani zde ale není cílem pohyb nahradit. Smyslem je využít poznatky o exerkinech tam, kde skutečný pohyb dočasně nebo trvale není možný.

Největší objev možná nespočívá v nové léčbě

Výzkum exerkinů nepřinesl jen nové molekuly. Především změnil způsob, jakým přemýšlíme o lidském těle. Ukázal, že přínosy pravidelného pohybu nelze vysvětlit pouze spalováním energie nebo posilováním svalů.^1,2,15

Každá svalová kontrakce představuje biologický signál, který koordinuje činnost dalších orgánů a připravuje organismus nejen na aktuální výkon, ale i na budoucí adaptaci. Možná právě to je největší hodnota tohoto výzkumu. Nepřibližuje nás k pilulce nahrazující pohyb. Pomáhá nám lépe pochopit, proč je pohyb pro lidské zdraví tak nenahraditelný.

Závěr

Před několika desítkami let jsme se na kosterní sval dívali především jako na orgán pohybu. Dnes víme, že je zároveň jedním z nejvýznamnějších komunikačních center lidského organismu. Při každé svalové kontrakci vzniká rozsáhlá síť biologických signálů, které propojují mozek, játra, tukovou tkáň, kostru, cévy i imunitní systém. Exerkiny představují důležitou součást této komunikace a pomáhají vysvětlit, proč pravidelná fyzická aktivita ovlivňuje prakticky všechny orgánové soustavy.

Výzkum těchto molekul je však stále na začátku. Každým rokem přibývají nové poznatky, které zpřesňují naše chápání jejich biologických funkcí a otevírají možnosti budoucí léčby některých onemocnění. Současně ukazují, jak mimořádně složitou odpověď pohyb v organismu vyvolává. A právě v tom spočívá nejdůležitější poselství celého článku.

Podle současných poznatků neexistuje jediná molekula, která by byla zodpovědná za všechny přínosy cvičení. Stejně tak pravděpodobně nikdy nebude existovat jediná tableta, která by dokázala nahradit pravidelný pohyb. Skutečná síla pohybu nespočívá v jedné signální dráze ani v jednom hormonu. Vzniká díky souhře stovek biologických procesů, které společně udržují organismus ve zdravé rovnováze.

Možná právě proto zůstává pravidelná fyzická aktivita jedním z nejúčinnějších nástrojů, které máme k dispozici pro podporu zdraví, prevenci chronických onemocnění i kvalitního stárnutí.^17,18

Použité zdroje:
1. Chow, L. S., Gerszten, R. E., Taylor, J. M., Pedersen, B. K., van Praag, H., Trappe, S., Febbraio, M. A., et al. (2022). Exerkines in health, resilience and disease. Nature Reviews Endocrinology, 18(5), 273-289. https://doi.org/10.1038/s41574-022-00641-2
2. Novelli, G., Calcaterra, G., Casciani, F., et al. (2024). Exerkines: A comprehensive term for the factors produced in response to exercise. Biomedicines, 12(9), 1975.
3. Pedersen, B. K., & Febbraio, M. A. (2018). Muscle as an endocrine organ: Focus on muscle-derived interleukin-6. Physiological Reviews.
4. Cullen, T., Thomas, A. W., Webb, R., & Hughes, M. G. (2016). Interleukin-6 responses to high-intensity interval exercise. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism.
5. Nieman, D. C. (2019). Exercise immunology: Future directions. Journal of Sport and Health Science.
6. Fox, J., Riuzzi, F., Proto, C., et al. (2018). Irisin and skeletal muscle physiology: Current evidence and controversies. International Journal of Molecular Sciences.
7. Novelle, M. G., Contreras, C., Romero-Picó, A., López, M., & Diéguez, C. (2024). The irisin story: Current evidence and future perspectives. Biomedicines.
8. Erickson, K. I., Hillman, C., & Kramer, A. F. (2019). Physical activity, brain, and cognition. Nature Reviews Neuroscience.
9. Stillman, C. M., Esteban-Cornejo, I., Brown, B., Bender, C., & Erickson, K. I. (2020). Effects of exercise on brain health. Trends in Neurosciences.
10. Sartori, R., Romanello, V., & Sandri, M. (2021). Mechanisms of muscle atrophy and the role of myostatin. Nature Reviews Molecular Cell Biology.
11. Rodriguez, J., Vernus, B., Chelh, I., et al. (2021). Targeting myostatin pathways in muscle wasting disorders. Drug Discovery Today.
12. Jin, L., Diaz-Canestro, C., Wang, Y., & Tse, M. A. (2024). Exerkines and cardiometabolic benefits of exercise: From bench to clinic. EMBO Molecular Medicine, 16, 432-444.
13. Garneau, L., et al. (2024). Exercise-induced extracellular vesicles and inter-organ communication. Trends in Endocrinology & Metabolism.
14. Liu, Y., et al. (2024). Molecular insights of exercise therapy in disease prevention and treatment. Signal Transduction and Targeted Therapy, 9.
15. Jaworska, J., Micielska, K., & Faraldi, M. (2024). Editorial: Interorgan crosstalk mediated by exerkines: The role of exercise in health and disease. Frontiers in Endocrinology, 15.
16. Diaz-Canestro, C., & Gerszten, R. E. (2025). Exerkines as therapeutic targets in cardiometabolic disease. Current Opinion in Physiology.
17. Warburton, D. E. R., & Bredin, S. S. D. (2019). Health benefits of physical activity: A systematic review of current evidence. Current Opinion in Cardiology.
18. Bull, F. C., Al-Ansari, S. S., Biddle, S., et al. (2020). World Health Organization 2020 guidelines on physical activity and sedentary behaviour. British Journal of Sports Medicine, 54, 1451-1462.
19. Murphy, R. M., et al. (2025). Emerging concepts in exercise-induced inter-organ communication. Sports Medicine.
20. Gleeson, M., Nieman, D. C., & Pedersen, B. K. (2023). Exercise, immunity and inflammation: Current concepts. Nature Reviews Immunology.