Ipinapaliwanag ng Whole-Body Molecular Map Kung Bakit Napakabuti ng Pag-eehersisyo Para sa Iyo

Ang pag-eehersisyo ay hindi lamang nagpapabuti sa lakas ng kalamnan, nagpapabuti sa kalusugan ng puso, at nagpapababa ng mga antas ng asukal sa dugo, kundi pati na rin ang maraming iba pang benepisyo sa kalusugan. Ngunit paanong ang regular na pagtakbo sa treadmill, pagbibisikleta sa matarik na burol o mabilis na paglalakad sa oras ng tanghalian ay nagdudulot ng napakaraming benepisyo sa kalusugan?

Mas malapit na naming sagutin ang tanong na ito salamat sa isang bago, malawak na pag-aaral na isinagawa ng Stanford Medical School. Ang mga mananaliksik ay nagsagawa ng halos 10,000 pagsukat sa halos 20 uri ng tissue upang suriin ang mga epekto ng walong linggo ng pagtitiis na ehersisyo sa mga daga sa laboratoryo na sinanay na tumakbo sa mga treadmill na kasing laki ng rodent.

Ang kanilang mga natuklasan ay nagpapakita ng mga dramatikong epekto ng ehersisyo sa immune system, pagtugon sa stress, produksyon ng enerhiya at metabolismo. Nakakita sila ng makabuluhang koneksyon sa pagitan ng ehersisyo, mga molekula at mga gene na kilala nang gumaganap ng papel sa iba't ibang sakit ng tao at pag-aayos ng tissue.

Ang pag-aaral ay isa sa isang serye ng mga papel na inilathala noong Mayo 1 ng mga miyembro ng isang multidisciplinary research team na idinisenyo upang maglatag ng pundasyon para sa pag-unawa—sa buong katawan at antas ng molekular—kung paano tumutugon ang ating mga tissue at cell sa ehersisyo. p>

"Alam nating lahat na ang ehersisyo ay mabuti para sa atin," sabi ng propesor ng patolohiya na si Stephen Montgomery, Ph.D. "Ngunit kaunti ang nalalaman natin tungkol sa mga molekular na signal na nangyayari sa buong katawan kapag nag-eehersisyo ang mga tao, o kung paano sila maaaring magbago sa ehersisyo. Ang aming pag-aaral ay ang unang tumingin sa mga pagbabago sa molekular sa isang buong-katawan na sukat, mula sa mga protina hanggang sa mga gene, metabolite, taba at produksyon ng enerhiya. Ito ang pinakamalawak na pag-profile ng mga epekto ng ehersisyo hanggang ngayon, at lumilikha ito ng mahalagang mapa kung paano binabago ng ehersisyo ang katawan."

Si Montgomery, na isa ring propesor ng genetics at biomedical data science, ay senior author ng papel na inilathala sa Nature.

Isang coordinated view ng ehersisyo

Ang mga mananaliksik na kasangkot sa pag-aaral at iba pang sabay-sabay na mga publikasyon ay bahagi ng isang pambansang grupo na tinatawag na Molecular Transducers of Physical Activity Consortium, o MoTrPAC, na inorganisa ng National Institutes of Health. Ang inisyatiba na ito ay inilunsad noong 2015 upang pag-aralan nang detalyado kung paano pinapabuti ng ehersisyo ang kalusugan at pinipigilan ang sakit.

Ginawa ng pangkat ng Stanford Medicine ang karamihan sa mabibigat na pag-angat, pinag-aaralan ang mga epekto ng walong linggong pagsasanay sa pagtitiis sa pagpapahayag ng mga gene (transcriptome), protina (proteome), taba (lipidome), metabolite (metabolome), at pattern ng mga marka ng kemikal na inilagay sa DNA ( epigenome), immune system, atbp.

Nagsagawa sila ng 9,466 na pagsusuri sa maraming tissue mula sa mga daga na sinanay na tumakbo sa pataas na distansya at inihambing ang mga resulta sa mga daga na naka-lounge sa kanilang mga kulungan. Binigyan nila ng partikular na atensyon ang mga kalamnan sa binti, puso, atay, bato at puting adipose tissue (isang uri ng taba na naiipon habang tumataas ang timbang); Kasama sa iba pang mga tissue ang baga, utak at brown adipose tissue (isang mas metabolically active na uri ng taba na tumutulong sa pagsunog ng mga calorie).

Ang kumbinasyon ng maraming pagsusuri at mga uri ng tissue ay nagbunga ng daan-daang libo para sa mga hindi epigenetic na pagbabago at higit sa 2 milyong iba't ibang pagbabago sa epigenome. Ang mga resultang ito ay magpapanatiling abala sa mga siyentipiko sa mga darating na taon.

Bagaman ang pag-aaral na ito ay pangunahing nagsilbi upang lumikha ng isang database para sa pagsusuri sa hinaharap, ang ilang mga kawili-wiling resulta ay lumitaw na. Una, nabanggit nila na ang pagpapahayag ng 22 gene ay nagbago sa pag-eehersisyo sa lahat ng anim na tisyu na kanilang pinagtutuunan ng pansin.

Marami sa mga gene na ito ay kasangkot sa tinatawag na heat shock pathways, na nagpapatatag ng istruktura ng protina kapag ang mga cell ay nalantad sa stress, kabilang ang mga pagbabago sa temperatura, impeksyon o pagbabago ng tissue. Ang ibang mga gene ay nasangkot sa mga pathway na nagpapababa ng presyon ng dugo at nagpapataas ng pagiging sensitibo ng katawan sa insulin, na nagpapababa ng asukal sa dugo.

Napansin din ng mga mananaliksik na ang pagpapahayag ng ilang mga gene na nauugnay sa type 2 diabetes, sakit sa puso, labis na katabaan at sakit sa bato ay nabawasan sa mga daga na nag-eehersisyo kumpara sa kanilang mga nakaupong katapat, na malinaw na nagpapahiwatig ng isang link sa pagitan ng kanilang pananaliksik at kalusugan ng tao.

Mga pagkakaiba sa kasarian

Sa wakas, nakakita sila ng mga pagkakaiba sa kasarian sa kung paano tumutugon ang iba't ibang mga tisyu sa mga daga ng lalaki at babae sa ehersisyo. Ang mga lalaking daga ay nawalan ng halos 5% ng kanilang taba pagkatapos ng walong linggo ng ehersisyo, habang ang mga babaeng daga ay hindi nawalan ng malaking halaga ng taba. (Gayunpaman, napanatili nila ang kanilang paunang porsyento ng taba sa katawan, habang ang mga sessile na babae ay nakakuha ng karagdagang 4% na taba sa katawan sa panahon ng pag-aaral.)

Ngunit ang pinakamalaking pagkakaiba ay naobserbahan sa gene expression sa adrenal glands ng mga daga. Pagkalipas ng isang linggo, tumaas ang mga gene na nauugnay sa paggawa ng mga steroid hormone gaya ng adrenaline at produksyon ng enerhiya sa mga lalaking daga ngunit bumaba sa mga babaeng daga.

Sa kabila ng mga maagang ito, nakatutukso na mga asosasyon, ang mga mananaliksik ay nagbabala na ang agham ng ehersisyo ay malayo sa kumpleto. Bagkus, ito ay simula pa lamang. Ngunit mukhang may pag-asa ang hinaharap.

“Sa mahabang panahon, malabong makakita tayo ng isang mahika na interbensyon na gagawa ng lahat ng magagawa ng ehersisyo para sa isang tao,” sabi ni Montgomery. “Ngunit maaari tayong lumapit sa ideya ng precision exercise—mga iniangkop na rekomendasyon batay sa genetics, kasarian, edad o iba pang kondisyong medikal ng isang tao upang makamit ang mga kapaki-pakinabang na tugon sa buong katawan."