Ćwiczenia fizyczne przynoszą korzyści na poziomie komórkowym

Aktywność fizyczna powoduje wiele korzystnych zmian na poziomie komórkowym i molekularnym we wszystkich narządach – wykazali naukowcy prestiżowych amerykańskich uczelni.

Dlaczego ćwiczenia zmniejszają ryzyko wielu chorób?

W artykule, który ukazał się na łamach „Nature”, uczeni napisali, że choć korzyści zdrowotne wynikające z ćwiczeń od dawna są wszystkim dobrze znane, dopiero teraz okazało się, że reakcja organizmu na wysiłek jest dużo bardziej złożona i dalekosiężna, niż sądzono wcześniej.

Ćwiczenia zmniejszają ryzyko wielu chorób, ale badacze wciąż nie do końca rozumieją, w jaki sposób działają one na organizm na poziomie molekularnym. Większość dotychczasowych badań skupiała się bowiem na wybranych narządach, płci lub punkcie czasowym i uwzględniała tylko wybrane typy danych.

Aby uzyskać pełniejsze spojrzenie na biologię ćwiczeń, naukowcy z konsorcjum Molecular Transducers of Physical Activity Consortium (MoTrPAC), do którego należą m.in. Broad Institute of MIT and Harvard, Stanford University i National Institutes of Health, zastosowali szereg technik laboratoryjnych pozwalających na dogłębną analizę zmian molekularnych u szczurów poddawanych regularnym, intensywnym ćwiczeniom.

Metodologia badań

Zespół zbadał szereg tkanek zwierząt, takich jak serce, mózg i płuca, i odkrył, że każdy z narządów zmieniał się pod wpływem ćwiczeń, pomagając organizmowi regulować układ odpornościowy, reagować na stres oraz kontrolować szlaki powiązane z zapalną chorobą wątroby, chorobami serca i uszkodzeniem tkanek.

Dane te dostarczają potencjalnych wskazówek dotyczących postępowania w wielu różnych schorzeniach. Przykładowo, ponieważ autorzy badania zidentyfikowali możliwą przyczynę tego, że wątroba osób ćwiczących staje się mniej otłuszczona, można w oparciu o to opracować nowe metody leczenia niealkoholowej stłuszczeniowej choroby tego organu.

Badacze mają też nadzieję, że pewnego dnia ich odkrycia zostaną wykorzystane do indywidualnego dostosowania ćwiczeń fizycznych do stanu zdrowia danej osoby oraz do opracowania terapii naśladujących skutki aktywności fizycznej u osób, które nie są w stanie ćwiczyć. Rozpoczęli już nawet badania na ludziach.

„To pierwsza mapa całego organizmu przedstawiająca skutki treningu dla wielu różnych narządów” – mówi współautor badania dr Steven Carr. „Uzyskane wyniki są niezwykle cenne i dostarczyły wielu nowych spostrzeżeń biologicznych, które będę podstawą do dalszych badań”.

W sumie na potrzeby eksperymentu przeprowadzono prawie 10 000 testów, dokonano ok. 15 mln badań krwi i przeanalizowano 19 narządów ciała. Efektem było odkrycie, że ćwiczenia wpływają na tysiące cząsteczek, a najbardziej ekstremalne zmiany powodują w nadnerczach – organach produkujących hormony regulujące wiele ważnych procesów, takich jak odporność, metabolizm i ciśnienie krwi.

Zmiany molekularne w wątrobie

Naukowcy wykryli też znaczące różnice między płciami, głównie związane z czasem odpowiedzi immunologicznej. Większość cząsteczek sygnalizacji immunologicznej charakterystycznych dla kobiet wykazywała zmiany w poziomach już w pierwszym i drugim tygodniu treningu, podczas gdy u mężczyzn potrzeba na to było od czterech do ośmiu tygodni.

Jednak tym, co najbardziej zaskoczyło badaczy, były duże, korzystne zmiany molekularne w wątrobie. Zdaniem autorów regularne ćwiczenia sprawiają, że narząd ten staje się mniej otłuszczony i mniej podatny na choroby. „Nikt z nas wcześniej nie przypuszczał, że po treningu fizycznym zaobserwujemy w wątrobie zmiany acetylacji i fosforylacji” – opowiada dr Pierre Jean-Beltran. Jak dodaje, wiedza ta może stanowić cel dla przyszłych metod leczenia niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby. (PAP)