Molekularni zemljevid celotnega telesa pojasnjuje, zakaj je vadba tako dobra za vas

Telovadba ne le izboljša mišično moč, izboljša zdravje srca in zniža raven sladkorja v krvi, ampak ima tudi številne druge koristi za zdravje. Toda kako lahko redni tek na tekalni stezi, kolesarjenje v strm hrib ali hitra hoja v času kosila povzroči tako vrtoglavo paleto koristi za zdravje?

Zahvaljujoč novi, obsežni študiji, ki jo je izvedla medicinska šola Stanford, smo bližje odgovoru na to vprašanje. Raziskovalci so izvedli skoraj 10.000 meritev v skoraj 20 vrstah tkiv, da bi preučili učinke osemtedenske vzdržljivostne vadbe pri laboratorijskih podganah, ki so bile usposobljene za tek na tekalnih stezah v velikosti glodavca.

Njihove ugotovitve poudarjajo dramatične učinke vadbe na imunski sistem, odziv na stres, proizvodnjo energije in metabolizem. Ugotovili so pomembne povezave med vadbo, molekulami in geni, za katere je že znano, da igrajo vlogo pri različnih človeških boleznih in obnavljanju tkiv.

Študija je ena od serije člankov, ki so jih 1. Maja objavili člani multidisciplinarne raziskovalne skupine, namenjene postavitvi temeljev za razumevanje – na ravni celotnega telesa in na molekularni ravni – kako se naša tkiva in celice odzivajo na vadbo. p>

»Vsi vemo, da je vadba dobra za nas,« pravi profesor patologije Stephen Montgomery, dr. »Vendar malo vemo o molekularnih signalih, ki se pojavljajo po telesu, ko ljudje vadijo, ali o tem, kako se lahko spremenijo z vadbo. Naša študija je prva, ki proučuje molekularne spremembe na ravni celotnega telesa, od beljakovin do genov, metabolitov, maščob in proizvodnje energije. To je najobsežnejše profiliranje učinkov vadbe do sedaj in ustvarja pomemben zemljevid tega, kako vadba spreminja telo."

Montgomery, ki je tudi profesor genetike in znanosti o biomedicinskih podatkih, je višji avtor članka, objavljenega v Nature.

Usklajen pogled na vadbo

Raziskovalci, vključeni v študijo in druge sočasne objave, so del nacionalne skupine, imenovane Molecular Transducers of Physical Activity Consortium ali MoTrPAC, ki jo organizira Nacionalni inštitut za zdravje. Ta pobuda se je začela leta 2015, da bi podrobno preučila, kako vadba izboljšuje zdravje in preprečuje bolezni.

Ekipa Stanford Medicine je opravila večino težkega dvigovanja in preučevala učinke osmih tednov vzdržljivostnega treninga na izražanje genov (transkriptom), beljakovin (proteom), maščob (lipidom), metabolitov (metabolom) in vzorec kemičnih oznak na DNK (epigenomu), imunskem sistemu itd.

Izvedli so 9466 analiz v več tkivih podgan, ki so bile usposobljene za tek na vse večje razdalje, in rezultate primerjali z rezultati podgan, ki so poležavale v svojih kletkah. Posebno pozornost so namenili mišicam nog, srcu, jetrom, ledvicam in belemu maščobnemu tkivu (vrsta maščobe, ki se kopiči z naraščanjem telesne teže); druga tkiva so vključevala pljuča, možgane in rjavo maščobno tkivo (presnovno bolj aktivna vrsta maščobe, ki pomaga pri izgorevanju kalorij).

Kombinacija več testov in vrst tkiv je dala več sto tisoč rezultatov za neepigenetske spremembe in več kot 2 milijona različnih sprememb v epigenomu. Ti rezultati bodo znanstvenike zaposlovali še leta.

Čeprav je ta študija služila predvsem ustvarjanju podatkovne baze za prihodnje analize, so se že pojavili nekateri zanimivi rezultati. Najprej so ugotovili, da se izražanje 22 genov spreminja z vadbo v vseh šestih tkivih, na katera so se osredotočili.

Mnogi od teh genov so bili vključeni v tako imenovane poti toplotnega šoka, ki stabilizirajo strukturo beljakovin, ko so celice izpostavljene stresu, vključno s spremembami temperature, okužbo ali preoblikovanjem tkiva. Drugi geni so bili vpleteni v poti, ki znižujejo krvni tlak in povečujejo občutljivost telesa na insulin, ki znižuje krvni sladkor.

Raziskovalci so tudi ugotovili, da je bilo izražanje več genov, povezanih s sladkorno boleznijo tipa 2, srčnimi boleznimi, debelostjo in boleznimi ledvic, zmanjšano pri podganah, ki so telovadile, v primerjavi z njihovimi sedečimi primerki, kar jasno kaže na povezavo med njihovimi raziskavami in zdravjem ljudi.

Razlike med spoloma

Nazadnje so odkrili spolne razlike v odzivu različnih tkiv podganjih samcev in samic na vadbo. Podganji samci so po osmih tednih vadbe izgubili približno 5 % maščobe, medtem ko podganje samice niso izgubile bistvene količine maščobe. (Vendar so ohranili svoj začetni odstotek telesne maščobe, medtem ko so sesilne samice tekom študije pridobile dodatne 4 % telesne maščobe.)

Toda največjo razliko so opazili pri izražanju genov v nadledvičnih žlezah podgan. Po enem tednu so se geni, povezani s proizvodnjo steroidnih hormonov, kot je adrenalin, in proizvodnja energije povečali pri podganjih samcih, zmanjšali pa pri podganjih samicah.

Kljub tem zgodnjim, mamljivim povezavam raziskovalci opozarjajo, da znanost o vadbi še zdaleč ni dokončana. Nasprotno, to je šele začetek. Toda prihodnost je videti obetavna.

"Dolgoročno gledano je malo verjetno, da bomo našli eno čarobno intervencijo, ki bo posnemala vse, kar vadba lahko naredi za človeka," je dejal Montgomery. »Lahko pa se približamo ideji natančne vadbe – prilagojena priporočila, ki temeljijo na posameznikovi genetiki, spolu, starosti ali drugih zdravstvenih stanjih, da dosežemo ugodne odzive celotnega telesa.«