Молекуларна мапа целог тела објашњава зашто је вежбање тако добро за вас

Вежбање не само да побољшава снагу мишића, побољшава здравље срца и снижава ниво шећера у крви, већ има и низ других здравствених предности. Али како редовно трчање на траци за трчање, вожња бициклом уз стрмо брдо или брза шетња у време ручка производи тако вртоглав низ здравствених предности?

Ближи смо одговору на ово питање захваљујући новој, опсежној студији коју је спровела медицинска школа Станфорд. Истраживачи су извршили скоро 10.000 мерења у скоро 20 типова ткива да би испитали ефекте осмонедељног вежбања издржљивости код лабораторијских пацова обучених да трче на тракама за трчање величине глодара.

Њихови налази истичу драматичне ефекте вежбања на имуни систем, одговор на стрес, производњу енергије и метаболизам. Открили су значајне везе између вежбања, молекула и гена за које је већ познато да играју улогу у разним људским болестима и поправљању ткива.

Студија је један у низу радова које су 1. Маја објавили чланови мултидисциплинарног истраживачког тима који је осмишљен да постави темеље за разумевање – на нивоу целог тела и молекула – како наша ткива и ћелије реагују на вежбање.

„Сви знамо да је вежбање добро за нас“, каже професор патологије Стивен Монтгомери, др. „Али ми мало знамо о молекуларним сигналима који се јављају у целом телу када људи вежбају или како се они могу променити вежбањем. Наша студија је прва која се бави молекуларним променама на нивоу целог тела, од протеина до гена, метаболита, масти и производње енергије. Ово је најопсежније профилисање ефеката вежбања до сада и ствара важну мапу како вежба мења тело."

Монтгомери, који је такође професор генетике и науке о биомедицинским подацима, виши је аутор рада објављеног у Натуре.

Координирани поглед на вежбу

Истраживачи укључени у студију и друге истовремене публикације су део националне групе под називом Конзорцијум за молекуларне претвараче физичке активности, или МоТрПАЦ, у организацији Националног института за здравље. Ова иницијатива је покренута 2015. Како би се детаљно проучило како вежбање побољшава здравље и спречава болести.

Тим Станфорд Медицине је урадио већину тешког дизања, проучавајући ефекте осмонедељног тренинга издржљивости на експресију гена (транскриптом), протеина (протеома), масти (липидом), метаболита (метаболома) и образац хемијских ознака постављених на ДНК (епигеном), имунолошки систем итд.

Они су спровели 9.466 анализа на више ткива пацова који су били обучени да трче све веће удаљености и упоредили резултате са резултатима пацова који су лежали у својим кавезима. Посебно су обраћали пажњу на мишиће ногу, срце, јетру, бубреге и бело масно ткиво (врста масти која се акумулира како се тежина повећава); друга ткива су плућа, мозак и смеђе масно ткиво (метаболички активнија врста масти која помаже у сагоревању калорија).

Комбинација вишеструких тестова и типова ткива дала је резултате у стотинама хиљада неепигенетских промена и више од 2 милиона различитих промена у епигеному. Ови резултати ће заокупити научнике годинама које долазе.

Иако је ова студија првенствено служила за креирање базе података за будућу анализу, неки занимљиви резултати су се већ појавили. Прво су приметили да се експресија 22 гена променила вежбањем у свих шест ткива на која су се фокусирали.

Многи од ових гена били су укључени у такозване путеве топлотног шока, који стабилизују структуру протеина када су ћелије изложене стресу, укључујући промене температуре, инфекције или ремоделирање ткива. Други гени су укључени у путеве који снижавају крвни притисак и повећавају осетљивост тела на инсулин, што снижава шећер у крви.

Истраживачи су такође приметили да је експресија неколико гена повезаних са дијабетесом типа 2, срчаним обољењима, гојазношћу и болестима бубрега смањена код пацова који су вежбали у поређењу са њиховим седентарним колегама, што јасно указује на везу између њиховог истраживања и здравља људи.

Разлике међу половима

Коначно, открили су полне разлике у томе како различита ткива код мужјака и женки пацова реагују на вежбање. Мужјаци пацова изгубили су око 5% своје масти након осам недеља вежбања, док женке пацова нису изгубиле значајну количину масти. (Међутим, они су задржали свој почетни проценат телесне масти, док су женке које седећи добиле додатних 4% телесне масти током студије.)

Али највећа разлика је примећена у експресији гена у надбубрежним жлездама пацова. После недељу дана, гени повезани са производњом стероидних хормона као што су адреналин и производња енергије повећали су се код мужјака пацова, али су се смањили код женки пацова.

Упркос овим раним, примамљивим асоцијацијама, истраживачи упозоравају да је наука о вежбању далеко од потпуне. Напротив, ово је само почетак. Али будућност изгледа обећавајуће.

„Дугорочно гледано, мало је вероватно да ћемо пронаћи једну магичну интервенцију која ће реплицирати све што вежбање може учинити за особу“, рекао је Монтгомери. „Али можемо се приближити идеји прецизне вежбе – прилагођених препорука заснованих на генетици, полу, старости или другим здравственим стањима особе да бисмо постигли корисне реакције целог тела.“