Хотя польза физических упражнений для общего состояния здоровья широко признана, сложные биологические реакции, вызываемые физической активностью на клеточном уровне, лишь недавно стали подробно изучаться.
Знаменательное исследование, в котором приняли участие научные эксперты из различных учреждений США, значительно продвинуло наше понимание этого сложного явления.
Ученые применили ряд сложных методов для исследования молекулярных изменений, происходящих в различных органах во время периодов интенсивных физических упражнений.
Исследование показало, что физическая активность влияет на множество клеточных и молекулярных механизмов во всех 19 проанализированных органах крыс, использованных в эксперименте.
Результаты показывают, что адаптация организма к физическим упражнениям выходит далеко за рамки роста мышц и здоровья сердечно-сосудистой системы и включает значительные изменения в таких органах, как сердце, мозг и легкие.
Понимание молекулярных преимуществ физических упражнений
Исследование было частью амбициозной инициативы Консорциума молекулярных преобразователей физической активности (MoTrPAC), которая началась в 2016 году.
Этот проект объединяет исследователей из престижных учреждений, таких как Институт Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда, Стэнфордский университет и Национальные институты здравоохранения.
В консорциум вошли ведущие ученые, которые задумали провести всесторонний анализ воздействия физических упражнений на молекулярном уровне. Первоначально проект был задуман Стивом Карром, старшим директором Broad’s Proteomics Platform.
Фокус исследования
«Регулярные физические упражнения обеспечивают широкую пользу для здоровья, включая снижение рисков смертности от всех причин, кардиометаболических и неврологических заболеваний, рака и других патологий», — пишут авторы исследования.
«Упражнения влияют практически на все системы органов, улучшая здоровье или снижая риск заболеваний, оказывая благотворное воздействие в результате клеточной и молекулярной адаптации внутри и между многими тканями и системами органов».
«Для изучения этих событий использовались различные «омические» платформы («омы»), включая транскриптомику, эпигеномику, протеомику и метаболомику. Однако работа на сегодняшний день обычно охватывает один или два ома в один и тот же момент времени, смещается в сторону одного пола и часто фокусируется на одной ткани, чаще всего скелетных мышцах, сердце или крови, при этом мало исследований рассматривают другие ткани».
«Соответственно, чтобы понять молекулярные основы адаптации, вызванной физическими упражнениями, необходима комплексная мультиомная карта эффектов физических упражнений для всего организма».
Чрезвычайно ценный ресурс
Обширное исследование не только тщательно изучило ткани различных органов, но также выявило, как эти органы способствуют регулированию иммунного ответа, стрессовых реакций и даже путей, связанных с хроническими заболеваниями, такими как воспалительные заболевания печени и болезни сердца.
«Чтобы сгенерировать и интегрировать огромный объем высококачественных данных, потребовалась целая деревня ученых с отличным научным опытом», — сказал Карр.
«Это первая карта всего организма, на которой показаны эффекты тренировки нескольких различных органов. Добытый ресурс будет чрезвычайно ценным и уже позволил получить множество потенциально новых биологических открытий для дальнейших исследований».
Молекулярные изменения от физических упражнений
Одним из наиболее важных открытий стало открытие молекулярных изменений, которые могут объяснить, почему печень становится менее жирной во время физических упражнений. Такие открытия могут проложить путь к новым методам лечения таких заболеваний, как неалкогольная жировая болезнь печени.
Кроме того, исследовательская группа надеется, что их результаты в конечном итоге могут быть использованы для персонализации планов тренировок в зависимости от состояния здоровья человека или для разработки терапевтических стратегий, имитирующих преимущества физической активности для тех, кто не может заниматься спортом регулярно.
Данные этого обширного исследования были размещены в общедоступном онлайн-хранилище, что позволило другим исследователям получить доступ и использовать эту информацию для дальнейшего изучения.
Упражнения воздействуют на тысячи молекул
Коллективные усилия участвующих команд требовали значительной координации, как подчеркнула Клэри Клиш, одна из ведущих исследователей. «Объем координации, которую пришлось осуществлять всем лабораториям, участвовавшим в этом исследовании, был феноменальным».
Такое тщательное планирование позволило провести почти 10 000 анализов, в результате чего было выполнено около 15 миллионов измерений крови и твердых тканей.
Благодаря этим усилиям исследователи заметили, что физические упражнения воздействуют на тысячи молекул, при этом заметные изменения происходят в надпочечниках, которые играют решающую роль в регулировании иммунитета, обмена веществ и кровяного давления.
Кроме того, исследование выявило половые различия в иммунном ответе, что дало возможность понять, как физические упражнения по-разному влияют на мужчин и женщин с течением времени. Эксперты отметили, что уровень большинства иммуносигнальных молекул, уникальных для женщин, демонстрировал изменения в уровнях между одной и двумя неделями тренировок, тогда как у мужчин наблюдались различия между четырьмя и восемью неделями.
Фонд будущих исследований
Поскольку исследования продолжаются, эти открытия открывают многообещающие возможности для улучшения здоровья человека за счет более точного понимания молекулярных преимуществ физических упражнений.
Новаторское исследование не только расширяет наше понимание биологических реакций на физическую активность, но и создает основу для индивидуальных медицинских вмешательств, которые однажды могут революционизировать личное здоровье и благополучие.
«В целом, этот мультиомный ресурс служит широко полезным справочником для изучения среды молекулярных изменений в адаптации к тренировкам на выносливость и предоставляет новые возможности для понимания влияния физических упражнений на здоровье и болезни», — заключили исследователи.
Исследование опубликовано в журнале Природа.
—–
Нравится то, что вы читаете? Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать интересные статьи, эксклюзивный контент и последние обновления.
Посетите нас в EarthSnap, бесплатном приложении, созданном Эриком Раллсом и Earth.com.
—–
2024-05-04 12:55:35
1714829434
#Упражнения #вызывают #молекулярные #изменения #основных #органах #Earth.com
