Η άσκηση σχετίζεται με αυξημένη μυϊκή δύναμη, βελτιωμένη υγεία της καρδιάς, χαμηλότερο σάκχαρο στο αίμα και σχεδόν κάθε άλλη σωματική βελτίωση που μπορείτε να αναφέρετε. Πώς, όμως, το τακτικό τρέξιμο στο διάδρομο, η ποδηλασία σε έναν απότομο λόφο ή μια γρήγορη μεσημεριανή βόλτα προσφέρει οφέλη για την υγεία;
Είμαστε τώρα πιο κοντά στο να το μάθουμε, χάρη σε μια τεράστια μελέτη με επικεφαλής το Stanford Medicine. Οι ερευνητές πραγματοποίησαν σχεδόν 10.000 μετρήσεις σε πολλούς τύπους ιστών για να αποκαλύψουν την επίδραση οκτώ εβδομάδων άσκησης αντοχής σε εργαστηριακούς αρουραίους που εκπαιδεύτηκαν να τρέχουν σε διαδρόμους.
Τα αποτελέσματά τους υπογραμμίζουν τα εντυπωσιακά οφέλη της άσκησης στο ανοσοποιητικό σύστημα, την απόκριση στο στρες, την παραγωγή ενέργειας και το μεταβολισμό. Ανακάλυψαν σημαντικούς δεσμούς μεταξύ της άσκησης, των μορίων και των γονιδίων που είναι ήδη γνωστό ότι εμπλέκονται σε μυριάδες ανθρώπινες ασθένειες και στην ανάκτηση ιστών.
«Όλοι γνωρίζουμε ότι η άσκηση είναι ευεργετική», δήλωσε ο καθηγητής παθολογίας Stephen Montgomery. «Αλλά δεν γνωρίζουμε πολλά για τα μοριακά σήματα που εκδηλώνονται σε όλο το σώμα όταν οι άνθρωποι ασκούνται ή πώς μπορεί να αλλάξουν όταν οι άνθρωποι προπονούνται. Η μελέτη μας είναι η πρώτη που εξετάζει ολιστικά τις μοριακές αλλαγές, από πρωτεΐνες έως γονίδια στους μεταβολίτες στα λίπη και στην παραγωγή ενέργειας. Είναι η ευρύτερη περιγραφή των επιπτώσεων της άσκησης και δημιουργεί έναν ουσιαστικό χάρτη για το πώς αλλάζει το σώμα». Ο Montgomery, ο οποίος είναι καθηγητής γενετικής και επιστήμης βιοϊατρικών δεδομένων, είναι ανώτερος συγγραφέας της εργασίας που δημοσιεύτηκε στο Nature.
Η ομάδα του Stanford Medicine μελέτησε τα αποτελέσματα οκτώ εβδομάδων προπόνησης αντοχής στην έκφραση των γονιδίων (το μεταγραφικό σώμα), στις πρωτεΐνες, στα λίπη (λιπίδια), στους μεταβολίτες (το μεταβολισμό), στο πρότυπο των χημικών ετικετών που τοποθετούνται στο DNA (το επιγονιδίωμα) και στο ανοσοποιητικό σύστημα.
Πραγματοποίησαν 9.466 αναλύσεις σε πολλαπλούς ιστούς σε αρουραίους, καθώς τα ζώα εκπαιδεύονταν να τρέχουν αυξανόμενες αποστάσεις και συνέκριναν τα αποτελέσματα με εκείνα των αρουραίων που κάθονταν στα κλουβιά τους. Έδωσαν ιδιαίτερη προσοχή στους μύες του ποδιού, της καρδιάς, του ήπατος, των νεφρών και σε ένα είδος λίπους που ονομάζεται λευκός λιπώδης ιστός (κάτω από το δέρμα). Άλλοι ιστοί περιελάμβαναν τους πνεύμονες, τον εγκέφαλο και τον καφέ λιπώδη ιστό (ένας πιο μεταβολικά ενεργός τύπος λίπους που βοηθά στην καύση θερμίδων).
Ο συνδυασμός πολλαπλών αναλύσεων και τύπων ιστών άντλησε αποτελέσματα που ανέρχονται σε εκατοντάδες χιλιάδες για μη επιγενετικές αλλαγές και σε περισσότερες από 2 εκατομμύρια διακριτές αλλαγές στο επιγονιδίωμα. Τα αποτελέσματα θα κρατήσουν τους επιστήμονες σε δουλειά για χρόνια.
Αν και αυτή η μελέτη χρησίμευσε κυρίως για τη δημιουργία μιας βάσης δεδομένων για μελλοντική ανάλυση, μερικά ενδιαφέροντα ψήγματα έφτασαν στην κορυφή. Πρώτον, παρατήρησαν ότι η έκφραση 22 γονιδίων άλλαξε με την άσκηση και στους έξι ιστούς στους οποίους εστίασαν.
Πολλά από αυτά τα γονίδια εμπλέκονται σε αυτά που είναι γνωστά ως μονοπάτια θερμικού σοκ, τα οποία σταθεροποιούν τη δομή των πρωτεϊνών όταν τα κύτταρα υφίστανται στρες, συμπεριλαμβανομένων αλλαγών στη θερμοκρασία, μόλυνση ή αναδιαμόρφωση ιστού (νέες μυϊκές ίνες). Άλλα έχουν εμπλακεί σε μονοπάτια που μειώνουν την αρτηριακή πίεση και αυξάνουν την ευαισθησία του σώματος στην ινσουλίνη, η οποία μειώνει τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα.
Σημειώστε ότι η έκφραση αρκετών γονιδίων που εμπλέκονται στον διαβήτη τύπου 2, τις καρδιακές παθήσεις, την παχυσαρκία και τις νεφρικές παθήσεις μειώθηκε σε αρουραίους που ασκούνταν σε σύγκριση με τους ομολόγους τους που κάνουν καθιστική ζωή.
Τέλος, εντόπισαν διαφορές φύλου στον τρόπο με τον οποίο πολλοί ιστοί σε αρσενικούς και θηλυκούς αρουραίους ανταποκρίθηκαν στην άσκηση. Οι αρσενικοί αρουραίοι έχασαν το 5% του σωματικού τους λίπους μετά από οκτώ εβδομάδες άσκησης, ενώ οι θηλυκοί αρουραίοι δεν έχασαν σημαντική ποσότητα -ωστόσο, διατήρησαν το αρχικό τους ποσοστό λίπους, ενώ τα καθιστικά θηλυκά είχαν επιπλέον 4% σωματικού λίπους κατά την περίοδο της μελέτης.
Αλλά η μεγαλύτερη διαφορά παρατηρήθηκε στη γονιδιακή έκφραση στα επινεφρίδια των αρουραίων. Μετά από μία εβδομάδα, τα γονίδια που σχετίζονται με τη δημιουργία στεροειδών ορμονών όπως η αδρεναλίνη και με την παραγωγή ενέργειας αυξήθηκαν στους αρσενικούς αρουραίους αλλά μειώθηκαν στους θηλυκούς αρουραίους.
Παρά αυτές τις πρώιμες, δελεαστικές συσχετίσεις, οι ερευνητές προειδοποιούν ότι η επιστήμη της άσκησης δεν είναι πουθενά κοντά στη γραμμή του τερματισμού. Είναι περισσότερο σαν το όπλο εκκίνησης να έχει μόλις πυροβολήσει. Αλλά το μέλλον είναι συναρπαστικό.
«Μακροπρόθεσμα, είναι απίθανο να βρούμε κάποια μαγική παρέμβαση που να αναπαράγει αυτό που μπορεί να κάνει η άσκηση για ένα άτομο», είπε ο Montgomery. «Αλλά θα μπορούσαμε να πλησιάσουμε περισσότερο την ιδέα της άσκησης ακριβείας -προσαρμόζοντας συστάσεις με βάση τη γενετική, το φύλο, την ηλικία ή άλλες συνθήκες υγείας ενός ατόμου για να δημιουργήσουμε ευεργετικές αποκρίσεις σε ολόκληρο το σώμα».
Περισσότερες πληροφορίες: Temporal dynamics of the multi-omic response to endurance exercise training, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-023-06877-w. Nikolai G. Vetr et al, The impact of exercise on gene regulation in association with complex trait genetics, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-45966-w. David Amar et al, The mitochondrial multi-omic response to exercise training across rat tissues, Cell Metabolism (2024). DOI: 10.1016/j.cmet.2023.12.021
