Ультрамарафоны могут повредить эритроциты и ускорить старение

Более ранние исследования обнаружили, что у ультрамарафонцев во время забегов часто происходит распад здоровых эритроцитов, что потенциально может привести к анемии. Однако ученые до конца не поняли, почему это происходит. Новое исследование показало, что после длительных гонок эритроциты становятся менее гибкими. Поскольку эти клетки должны изгибаться, чтобы пройти через крошечные кровеносные сосуды, доставляя кислород и удаляя отходы, снижение гибкости может ограничить их эффективность. Команда также создала наиболее подробный на сегодняшний день молекулярный профиль, показывающий, как гонки на выносливость изменяют эритроциты.

«Участие в подобных мероприятиях может вызвать общее воспаление в организме и повредить эритроциты», — сказал ведущий автор исследования Трэвис Немков, доктор философии, доцент кафедры биохимии и молекулярной генетики Университета Колорадо Аншутц. «Основываясь на этих данных, у нас нет указаний относительно того, следует или не следует людям участвовать в такого рода мероприятиях; что мы можем сказать, так это то, что, когда они это делают, постоянный стресс повреждает наиболее распространенную клетку в организме».

Внутри исследования бегунов на ультрамарафоны

Чтобы изучить эти эффекты, исследователи измерили показатели здоровья эритроцитов до и после участия спортсменов в двух сложных гонках: гонке Мартиньи-Комб в Шамони (длина 40 километров или около 25 миль) и гонке Ultra Trail de Mont Blanc (длина 171 километр или 106 миль). Красные кровяные тельца отвечают за перенос кислорода и транспортировку отходов по всему организму, а их способность сгибаться имеет решающее значение для перемещения по узким кровеносным сосудам.

Команда собрала образцы крови у 23 бегунов непосредственно до и после забегов. Они проанализировали тысячи белков, липидов, метаболитов и микроэлементов как в плазме, так и в эритроцитах. Результаты постоянно демонстрировали признаки травм, вызванных как механическими (физическими), так и молекулярными факторами. Механический стресс, вероятно, возник в результате изменения давления жидкости при циркуляции крови во время интенсивного бега. Молекулярные повреждения, по-видимому, связаны с воспалением и окислительным стрессом (когда в организме низкий уровень антиоксидантов, которые борются с молекулами, повреждающими ДНК и другие компоненты внутри клеток).

Более длинные гонки, больший клеточный стресс

Признаки ускоренного старения и повышенного разрушения эритроцитов были видны после забега на 40 километров и были еще более выражены среди спортсменов, завершивших забег на 171 километр. Основываясь на этих результатах, исследователи предполагают, что более продолжительные забеги могут привести к большей потере эритроцитов и большему повреждению тех, которые остаются в кровообращении.

«В какой-то момент между марафонской и ультрамарафонской дистанциями ущерб действительно начинает проявляться», – сказал доктор Немков. «Мы наблюдали, как происходит это повреждение, но не знаем, сколько времени потребуется организму, чтобы восстановить это повреждение, имеет ли это повреждение долгосрочное воздействие и является ли это воздействие хорошим или плохим».

Влияние на производительность и хранение крови

Команда полагает, что благодаря дополнительным исследованиям эти результаты могут помочь разработать персонализированные стратегии тренировок, питания и восстановления, направленные на повышение производительности и одновременное ограничение потенциального вреда от экстремальных упражнений на выносливость. Работа может также иметь более широкое медицинское значение. Хранящаяся кровь, используемая для переливания, начинает портиться через несколько недель и должна быть выброшена через шесть недель в соответствии с правилами Управления по контролю за продуктами и лекарствами США. Понимание того, как интенсивный физический стресс влияет на эритроциты, может помочь улучшить методы хранения крови.

«Эритроциты чрезвычайно устойчивы, но они также чрезвычайно чувствительны к механическому и окислительному стрессу», — сказал соавтор исследования Анджело Д’Алессандро, доктор философии, профессор Аншутского университета Колорадо и член Зала славы Ассоциации по развитию крови и биотерапии. «Это исследование показывает, что экстремальные упражнения на выносливость подталкивают эритроциты к ускоренному старению посредством механизмов, которые отражают то, что мы наблюдаем во время хранения крови. Понимание этих общих путей дает нам уникальную возможность узнать, как лучше защитить функцию клеток крови как у спортсменов, так и в трансфузионной медицине».

Ограничения исследования и будущие исследования

В исследовании участвовала небольшая группа участников, и в нем не было расового разнообразия. Образцы крови также были собраны только в два момента времени. Исследователи планируют расширить будущие исследования, включив в них больше участников, дополнительные образцы крови и более детальные измерения после гонок. Они также намерены продолжить изучение способов продления срока хранения хранимой крови.