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

Вежбање није само повећање снаге мишића, побољшање здравља срца и снижавање нивоа шећера у крви; оно је такође повезано са мноштвом других здравствених користи. Али како редовно трчање на траци за трчање, вожња бицикла по стрмој стази или брза шетња за време ручка доносе тако запањујући низ здравствених користи?

Ближи смо одговору на то питање, захваљујући новој великој студији са Медицинског факултета Станфорд. Истраживачи су извршили скоро 10.000 мерења на скоро 20 врста ткива како би видели ефекте осам недеља вежбања издржљивости на лабораторијским пацовима обученим да трче на тракама за трчање величине глодара.

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

Студија је једна у низу радова објављених 1. маја од стране чланова мултидисциплинарног истраживачког тима, осмишљеног да постави темеље за разумевање – на нивоу целог тела и молекуларном нивоу – како наша ткива и ћелије реагују на вежбање.

„Сви знамо да је вежбање добро за нас“, каже професор патологије Стивен Монтгомери, доктор наука. „Али мало знамо о молекуларним сигналима који се јављају у целом телу када људи вежбају или како би они могли бити измењени тренингом. Наша студија је прва која се бави молекуларним променама на нивоу целог тела, од протеина до гена, метаболита, масти и производње енергије. То је најшири профил ефеката вежбања до сада и ствара важну мапу како оно мења тело.“

Монтгомери, који је такође професор генетике и биомедицинске науке о подацима, главни је аутор рада објављеног у часопису Nature.

Координирани поглед на вежбе

Истраживачи укључени у студију и друге истовремене публикације део су националне групе под називом Конзорцијум за молекуларне претвараче физичке активности, или MoTrPAC, коју организују Национални институти за здравље. Иницијатива је покренута 2015. године како би се детаљно проучило како вежбање побољшава здравље и спречава болести.

Тим Станфордске медицине је обавио велики део тешког посла, проучавајући ефекте осам недеља тренинга издржљивости на експресију гена (транскриптом), протеина (протеом), масти (липидом), метаболита (метаболом), образац хемијских ознака постављених на ДНК (епигеном), имуни систем и још много тога.

Спровели су 9.466 тестова на вишеструким ткивима код пацова који су били тренирани да трче на све веће удаљености и упоредили резултате са резултатима пацова који су ленчарили у својим кавезима. Фокусирали су се на мишиће ногу, срце, јетру, бубреге и бело масно ткиво (врста масти која се акумулира како добијате на тежини); друга ткива су укључивала плућа, мозак и смеђе масно ткиво (метаболички активнија врста масти која помаже у сагоревању калорија).

Комбинација вишеструких анализа и типова ткива дала је резултате који се броје у стотинама хиљада за неепигенетске промене и више од 2 милиона различитих промена у епигеному. Ови резултати ће научнике заокупљати годинама које долазе.

Иако је ова студија првенствено служила за стварање базе података за будуће анализе, већ су се појавили неки занимљиви резултати. Прво, приметили су да се експресија 22 гена мења током вежбања у свих шест ткива на која су се фокусирали.

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

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

Разлике између полова

Коначно, открили су полне разлике у томе како различита ткива код мужјака и женки пацова реагују на вежбање. Мужјаци пацова су изгубили око 5 процената телесне масти након осам недеља вежбања, док женке нису изгубиле много масти. (Међутим, задржали су почетни проценат телесне масти, док су женке које не воде активан начин живота добиле додатних 4 процента масти током трајања студије.)

Али највећа разлика била је 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 наука о вежбању није ни близу завршене. У ствари, тек почиње. Али будућност изгледа обећавајуће.

„Дугорочно гледано, мало је вероватно да ћемо пронаћи једну магичну интервенцију која реплицира све што вежбање може да учини за особу“, рекао је Монтгомери. „Али можемо се приближити идеји прецизног вежбања – прилагођеним препорукама заснованим на генетици, полу, старости или другим медицинским стањима особе како би се постигле корисне реакције целог тела.“