Harta molekulare në të gjithë trupin shpjegon pse stërvitja është kaq e mirë për ju

Ushtrimi – është i lidhur me rritjen e forcës së muskujve, përmirësimin e shëndetit të zemrës, uljen e sheqerit në gjak dhe pothuajse çdo përmirësim tjetër fizik që mund të përmendni. Por, si fryn rregullisht në një rutine, ecja me biçikletë në një kodër të pjerrët ose ecja për një shëtitje të shpejtë gjatë drekës sjell një grup kaq marramendës përfitimesh shëndetësore?

Tani jemi më afër zbulimit, falë një studimi të ri të madh të udhëhequr nga Stanford Medicine. Studiuesit kryen rreth 10,000 matje në gati 20 lloje indesh për të zbuluar efektin e tetë javëve të stërvitjes së qëndrueshmërisë në minjtë laboratorikë të trajnuar për të vrapuar në rutine me madhësi brejtësish.

Rezultatet e tyre nxjerrin në pah efektet e mrekullueshme të ushtrimeve në sistemin imunitar, reagimin ndaj stresit, prodhimin e energjisë dhe metabolizmin. Ata zbuluan lidhje të rëndësishme midis stërvitjes, molekulave dhe gjeneve që tashmë dihet se janë të përfshirë në një mori sëmundjesh njerëzore dhe rikuperimin e indeve.

Studimi është një nga një seri punimesh të botuara më 1 maj nga anëtarët e një grupi kërkimor shumëqendror që synon të vendosë bazat për të kuptuar – në një nivel molekular të gjithë trupit – saktësisht se si reagojnë indet dhe qelizat tona kur i shtyjmë të performojnë.

“Ne të gjithë e dimë se ushtrimet janë të dobishme për ne,” tha profesori i patologjisë Stephen Montgomery, Ph.D. “Por ne nuk dimë shumë për sinjalet molekulare që manifestohen në të gjithë trupin kur njerëzit ushtrojnë, ose se si mund të ndryshojnë kur njerëzit stërviten. Studimi ynë është i pari që hedh një vështrim holistik dhe të gjerë në ndryshimet molekulare, nga proteinat tek gjenet. për metabolitët në yndyrna dhe prodhimin e energjisë Është profilizimi më i gjerë i efekteve të stërvitjes dhe krijon një hartë thelbësore se si ai ndryshon trupin.

Montgomery, i cili është gjithashtu një profesor i gjenetikës dhe shkencës së të dhënave biomjekësore, është një autor i lartë i punimit të botuar në Natyra.

Autorë të tjerë të vjetër janë Michael Snyder, Ph.D., Stanford W. Ascherman, MD, FACS Profesor në Gjenetikë dhe Profesor i Asociuar i Mjekësisë Matthew Wheeler, MD. Autorët e parë janë ish Ph.D. studente Nicole Gay, Ph.D.; ish studiuesi postdoktoral David Amar, Ph.D.; dhe Pierre Jean Beltran, Ph.D., një ish-studiues postdoktoral në Institutin Broad.

Punimet shtesë nga studiuesit e Stanford Medicine përfshijnë një raport të lidhur të publikuar në Nature Communications duke hetuar efektin e ndryshimeve të shkaktuara nga stërvitja në gjenet dhe indet e njohura si të përfshira në rrezikun e sëmundjes, si dhe një punim i botuar më 2 maj në Metabolizmi i qelizavei cili fokusohet në efektet e ushtrimeve në faktorët e energjisë qelizore të quajtur mitokondri në inde të ndryshme.

Montgomery është autori kryesor i Nature Communications punimi dhe studiuesi postdoktoral Nikolai Vetr, Ph.D., është autori kryesor i tij. Instruktorja e mjekësisë kardiovaskulare Malene Lindholm, Ph.D., është autore e vjetër e Metabolizmi i qelizave punim, dhe Amar është autori kryesor.

Një vështrim i koordinuar në stërvitje

Studiuesit e përfshirë në studim dhe botime të tjera të njëkohshme janë pjesë e një grupi kombëtar të quajtur Konsorciumi i Transducers Molecular of Physical Activity, ose MoTrPAC, i organizuar nga Instituti Kombëtar i Shëndetësisë. Përpjekja filloi në vitin 2015 për të hetuar në detaje se si ushtrimet fizike përmirësojnë shëndetin dhe parandalojnë sëmundjet.

Ekipi i Stanford Medicine mori një pjesë të madhe të ngritjes së peshave, duke studiuar efektet e tetë javëve të stërvitjes së qëndrueshmërisë në shprehjen e gjeneve (transkriptomi), proteinat (proteoma), yndyrnat (lipidomi), metabolitët (metaboloma), modeli të etiketave kimike të vendosura në ADN (epigjenom), në sistemin imunitar (…e kuptoni).

Le ta quajmë vetëm djersë-ome.

Ata kryen 9,466 analiza në inde të shumta te minjtë, ndërsa kafshët ishin trajnuar për të vrapuar në distanca në rritje dhe i krahasuan rezultatet me ato të minjve që lundronin në kafazet e tyre. Ata i kushtuan vëmendje të veçantë muskujve të këmbës, zemrës, mëlçisë, veshkave dhe një lloj yndyre të quajtur indi dhjamor i bardhë (lloji i yndyrës që grumbullohet kur grumbullohen kilogramë); inde të tjera përfshinin mushkëritë, trurin dhe indin dhjamor kafe (një lloj yndyre më aktiv metabolikisht që ndihmon në djegien e kalorive).

Kombinimi i analizave të shumëfishta dhe llojeve të indeve nxori rezultate që numërohen në qindra mijëra për ndryshime jo-epigjenetike në më shumë se 2 milion ndryshime të dallueshme në epigjenom. Rezultatet do t’i mbajnë shkencëtarët të kërcejnë me vite.

Megjithëse ky studim shërbeu kryesisht për të krijuar një bazë të dhënash për analiza në të ardhmen, disa pjesë interesante u ngritën në majë. Së pari, ata vunë re se shprehja e 22 gjeneve ndryshoi me ushtrimin në të gjashtë indet ku ata u fokusuan.

Shumë nga këto gjene u përfshinë në ato që njihen si rrugët e goditjes së nxehtësisë, të cilat stabilizojnë strukturën e proteinave kur qelizat i nënshtrohen stresit, duke përfshirë ndryshimet në temperaturë (ndjeni se digjen?), infeksion ose rimodelim të indeve (përshëndetje fibra të reja muskulore!). Të tjerë janë implikuar në rrugët që ulin presionin e gjakut dhe rrisin ndjeshmërinë e trupit ndaj insulinës, e cila ul nivelin e sheqerit në gjak.

Studiuesit vunë në dukje gjithashtu se shprehja e disa gjeneve të përfshira në diabetin e tipit 2, sëmundjet e zemrës, obezitetin dhe sëmundjet e veshkave u reduktua te minjtë që ushtroheshin në krahasim me homologët e tyre të ulur – një lidhje e qartë midis studimeve të tyre dhe shëndetit të njeriut.

Dallimet në seks

Më në fund, ata identifikuan dallimet gjinore në mënyrën se si indet e shumta në minjtë meshkuj dhe femra reaguan ndaj ushtrimeve. Minjtë meshkuj humbën rreth 5% të yndyrës së tyre trupore pas tetë javësh stërvitje, ndërsa minjtë femra nuk humbën një sasi të konsiderueshme. (Megjithatë, ato ruajtën përqindjen e tyre fillestare të yndyrës, ndërsa femrat e ulura grumbulluan një shtesë prej 4% të yndyrës trupore gjatë periudhës së studimit.)

Por ndryshimi më i madh u vu re në shprehjen e gjeneve në gjëndrat mbiveshkore të minjve. Pas një jave, gjenet që lidhen me gjenerimin e hormoneve steroide si adrenalina dhe me prodhimin e energjisë u rritën te minjtë meshkuj, por u ulën te minjtë femra.

Pavarësisht këtyre lidhjeve të hershme, kërkuese, studiuesit paralajmërojnë se shkenca e ushtrimeve nuk është askund afër vijës së finishit. Është më shumë sikur arma e nisjes sapo ka qëlluar. Por e ardhmja është emocionuese.

“Në afat të gjatë, nuk ka gjasa që ne të gjejmë ndonjë ndërhyrje magjike që riprodhon atë që ushtrimet mund të bëjnë për një person,” tha Montgomery. “Por ne mund t’i afrohemi idesë së ushtrimeve të sakta – përshtatja e rekomandimeve bazuar në gjenetikën, gjininë, moshën ose kushte të tjera shëndetësore të një personi për të gjeneruar përgjigje të dobishme për të gjithë trupin.”