Kaip ilgalaikis fizinis krūvis keičia tarporganinę endokrininę sistemą

Molekulinių fizinio aktyvumo keitiklių konsorciumo (MoTrPAC) mokslininkai pristatė pirmąjį tokio pobūdžio daugiasisteminį tyrimą, parodantį, kaip reguliari ištvermės mankšta molekuliniu lygmeniu keičia endokrininius signalizacijos tinklus tarp audinių. Cheehoon Ahn ir jo kolegų vadovaujamas darbas paskelbtas žurnale „Molecular Metabolism“.

Kodėl tai svarbu?

Fizinis aktyvumas jau seniai žinomas kaip galingas veiksnys, padedantis išvengti širdies ir kraujagyslių bei medžiagų apykaitos ligų. Tačiau dauguma tyrimų buvo skirti tik griaučių raumenų ar širdies pokyčiams. Autoriai nuėjo toliau, klausdami: kurie audiniai „siunčia“ signalus (ekspertai) ir kaip jie koordinuoja mankštos naudą viso organizmo lygmeniu?

Eksperimentinis dizainas

• Modelis ir protokolas: Žiurkių patinai 8 savaites – penkis kartus per dieną – buvo treniruojami ant bėgimo takelio, kontroliuojant greitį ir laiką. Kontrolinė grupė laikėsi sėslaus gyvenimo būdo.
• Daugiasistemė analizė: prieš ir po intervencijos atlikta išsami 16 pagrindinių audinių transkriptominė (snRNR-seq) ir proteominė (LC-MS/MS) analizė: griaučių ir širdies raumenų, kepenų, inkstų, kasos, įvairių riebalinio audinio saugyklų (poodinio, visceralinio), taip pat plaučių, blužnies ir smegenų.
• Tarporganinių ryšių nustatymas: QENIE ir GD-CAT algoritmai leido apskaičiuoti endokrininių „raidžių“ stiprumą ir kryptį tarp audinių, remiantis išskiriamų baltymų ir jų receptorių lygiu.

Svarbiausi atradimai

1. Poodinis riebalinis audinys yra pagrindinis „paštininkas“

   • Po treniruotės poodiniuose riebaluose buvo išskiriama daugiausia į kitus organus nukreiptų faktorių. Tarp jų buvo apoteninai, augimo faktoriai ir kolageną surišantys baltymai.

2. Užląstelinė matrica kaip universalus tarpininkas

   • Nustatyta, kad su tarpląstelinės matricos sinteze ir pertvarkymu susiję genai ir baltymai (kolagenai I/III, laminai, fibronektinas) yra pasauliniai treniruočių poveikio „pasiuntiniai“ visuose audiniuose. Tai rodo jungiamojo audinio mikrostruktūros svarbą prisitaikant prie krūvių.

3. Wnt signalizacijos molekulės

   • Nustatyta, kad keli Wnt šeimos nariai (Wnt5a, Wnt7b) veikia kaip molekuliniai tiltai tarp raumenų, kepenų ir riebalinio audinio, galbūt reguliuodami kapiliarų augimą ir gliukozės metabolizmą.

4. Atsako reguliavimo organai

   • Be riebalų ir raumenų, kepenys ir širdis aktyviai siuntė „laiškus“ atgal į raumenis ir smegenis, sudarydamos uždaras grįžtamojo ryšio kilpas, kurios pagerina energijos apykaitą ir atsparumą stresui.

Praktinės perspektyvos

• Naujų biožymenų paieška. Išskiriami baltymai-žinutės gali būti tiriami kaip treniruočių efektyvumo rodikliai arba ankstyvi nuovargio signalai.
• „Nesvorio kėlimo mankštos“ terapija: nustatyti ekserkinai (pvz., specifiniai Wnt ligandai) gali sudaryti „mankštos tablečių“ pagrindą pacientams, kuriems trūksta fizinio aktyvumo.
• Treniruočių programų suasmeninimas. Tarporganinių ryšių atlasas padės pritaikyti krūvio intensyvumą ir trukmę prie individualių audinių reakcijų.

Išvada

Šis tyrimas pabrėžia, kad bėgimas ir kiti ištvermės pratimai yra ne tik raumenų pumpavimas, bet ir galinga endokrininė beveik visų organų aktyvacija. „MoTrPAC“ sukurtas egzerkinų žemėlapis atvers kelią naujoms diagnostinėms ir terapinėms strategijoms, padėsiančioms maksimaliai padidinti mankštos naudą.