A teljes test molekuláris térképe megmagyarázza, miért olyan jó az edzés

A testmozgás nemcsak az izomerőt, a szív egészségét és a vércukorszintet csökkenti, hanem számos egyéb egészségügyi előnyt is nyújt. De hogyan jár ilyen szédítő egészségügyi előnyökkel a rendszeres futópadon futás, biciklizés egy meredek hegyen vagy egy tempós séta ebédidőben?

A Stanford Medical School által végzett új, kiterjedt tanulmánynak köszönhetően közelebb kerültünk a kérdés megválaszolásához. A kutatók közel 10 000 mérést végeztek közel 20 szövettípuson, hogy megvizsgálják a nyolc hetes állóképességi gyakorlatok hatását rágcsáló méretű futópadon futásra kiképzett laboratóriumi patkányokon.

Eredményeik rávilágítanak a testmozgás drámai hatásaira az immunrendszerre, a stresszreakciókra, az energiatermelésre és az anyagcserére. Jelentős összefüggéseket találtak az edzés, a molekulák és a gének között, amelyekről már ismert, hogy számos emberi betegségben és a szövetek helyreállításában szerepet játszanak.

A tanulmány egyike azoknak a tanulmányoknak, amelyeket május 1-jén tettek közzé egy multidiszciplináris kutatócsoport tagjai, amelyek célja annak megértése – az egész test és a molekuláris szinten –, hogy szöveteink és sejtjeink hogyan reagálnak a testmozgásra. P>

„Mindannyian tudjuk, hogy a testmozgás jót tesz nekünk” – mondja Stephen Montgomery patológiaprofesszor, Ph.D. „De keveset tudunk azokról a molekuláris jelekről, amelyek az egész testben megjelennek, amikor az emberek edzenek, vagy arról, hogy ezek hogyan változhatnak a testmozgással. Tanulmányunk elsőként vizsgálja a molekuláris változásokat az egész test skáláján, a fehérjéktől a génekig, metabolitokig, zsírokig és energiatermelésig. Ez a testmozgás hatásainak eddigi legszélesebb körű profilja, és fontos térképet hoz létre arról, hogy az edzés hogyan változtatja meg a testet."

Montgomery, aki a genetika és az orvosbiológiai adatok tudományának professzora is, a Nature-ben megjelent cikk vezető szerzője.

Az edzés összehangolt nézete

A tanulmányban és más egyidejű publikációkban részt vevő kutatók az Országos Egészségügyi Intézetek által szervezett Molecular Transducers of Physical Activity Consortium (Molecular Transducers of Physical Activity Consortium, MoTrPAC) nemzeti csoport tagjai. Ez a kezdeményezés 2015-ben indult, hogy részletesen tanulmányozza, hogyan javítja a testmozgás az egészséget és megelőzi a betegségeket.

A Stanford Medicine csapata végezte el a legtöbb nehézemelést, és tanulmányozta a nyolc hetes állóképességi edzés hatásait a gének (transzkriptom), a fehérjék (proteóma), a zsírok (lipidóm), a metabolitok (metabolom) expressziójára és a mintázatokra. A DNS-en (epigenom), az immunrendszeren stb. Elhelyezett kémiai jelekről.

9466 elemzést végeztek több szöveten patkányokból, amelyeket egyre nagyobb távolságok futására tanítottak, és összehasonlították az eredményeket a ketrecükben heverő patkányok eredményeivel. Különös figyelmet fordítottak a lábizmokra, a szívre, a májra, a vesére és a fehér zsírszövetre (a testtömeg növekedésével felhalmozódó zsír); egyéb szövetek közé tartozik a tüdő, az agy és a barna zsírszövet (metabolikusan aktívabb zsírtípus, amely segít a kalóriák elégetésében).

A több vizsgálat és szövettípus kombinációja több százezer nem epigenetikai változást és több mint 2 millió különböző változást eredményezett az epigenomban. Ezek az eredmények még évekig lefoglalják a tudósokat.

Bár ez a tanulmány elsősorban egy adatbázis létrehozását szolgálta a jövőbeni elemzésekhez, néhány érdekes eredmény már most is napvilágot látott. Először is megjegyezték, hogy 22 gén expressziója megváltozott a testmozgás hatására mind a hat szövetben, amelyre összpontosítottak.

E gének közül sok részt vett az úgynevezett hősokk-útvonalakban, amelyek stabilizálják a fehérje szerkezetét, amikor a sejtek stressznek vannak kitéve, beleértve a hőmérséklet változásait, a fertőzést vagy a szövetek átalakulását. Más gének is szerepet játszanak olyan folyamatokban, amelyek csökkentik a vérnyomást és növelik a szervezet inzulinérzékenységét, ami csökkenti a vércukorszintet.

A kutatók azt is megjegyezték, hogy a 2-es típusú cukorbetegséggel, szívbetegséggel, elhízással és vesebetegséggel összefüggő számos gén expressziója csökkent azoknál a patkányoknál, akik testmozgást végeztek ülő társaikhoz képest, ami egyértelműen jelzi a kapcsolatot a kutatásaik és az emberi egészség között.

Nemek közötti különbségek

Végül nemi különbségeket találtak abban, hogy a hím és nőstény patkányok különböző szövetei hogyan reagáltak az edzésre. A hím patkányok körülbelül 5%-át veszítették el zsírjukból nyolc hét edzés után, míg a nőstények nem veszítettek jelentős mennyiségű zsírt. (Azonban megtartották kezdeti testzsírszázalékukat, míg a ülő nőstények további 4%-os testzsírt gyarapítottak a vizsgálat során.)

A legnagyobb különbséget azonban a patkányok mellékveséjében észlelték a génexpresszióban. Egy hét elteltével a szteroid hormonok, például az adrenalin és az energiatermeléshez kapcsolódó gének nőttek hím patkányokban, de csökkentek a nőstényekben.

E korai, csábító asszociációk ellenére a kutatók arra figyelmeztetnek, hogy a testedzés tudománya még korántsem teljes. Inkább ez csak a kezdet. De a jövő ígéretesnek tűnik.

"Hosszú távon nem valószínű, hogy találunk olyan mágikus beavatkozást, amely mindent megismétel, amit a testmozgás tehet az ember számára" - mondta Montgomery. „De közelebb kerülhetünk a precíziós gyakorlatok gondolatához – személyre szabott ajánlások a személy genetikáján, nemén, életkorán vagy más egészségügyi állapotán alapulva, hogy jótékony hatást érjünk el az egész testre.”