Исследование выявляет различия в клеточных реакциях на физические упражнения

Недавно опубликованное исследование ученых Университета Нью-Мексико изучает влияние интенсивных физических упражнений на организм. Исследование возглавлял Майкл Дейхле, доцент кафедры здоровья, физических упражнений и спортивных наук, при участии докторантов Джонатана Спехта, Джереми Дюшарма и Алиссы Бейли. Результаты опубликованы в журнале Physiological Reports.

Исследование изучало аутофагию — процесс, при котором клетки разлагают и перерабатывают поврежденные или ненужные компоненты для повторного использования. Исследователи обнаружили, что маркеры аутофагии увеличились после часа упражнений на выносливость у участников, которые были не очень физически активны. Маркеры не изменились у участников, которые регулярно занимались спортом.

Найденные результаты показывают, как организм реагирует на физические упражнения и могут помочь исследователям лучше понять некоторые способы, которыми физическая активность поддерживает здоровье.

"Ясно, что процесс аутофагии при надлежащей регуляции важен для здоровья клеток", сказал Дейхле. "Это может указывать на то, что активация аутофагии, которая, как мы знаем, является важным клеточным процессом, — это одна из многих причин, по которым физические упражнения полезны для нашего здоровья".

Аутофагия функционирует как система переработки внутри клеток. Когда компоненты клетки разлагаются, процесс позволяет организму повторно использовать их строительные блоки для восстановления и переформирования клеток. Хотя исследователи знают, что голодание и другие формы энергетического стресса могут активировать аутофагию, о влиянии физических упражнений на процесс известно меньше.

Чтобы исследовать эти эффекты, исследователи сравнили людей, которые регулярно занимались спортом, с неактивными людьми. Участники выполнили час интенсивных упражнений на выносливость на стационарном велосипеде. Исследователи собрали образцы мышечной ткани и крови до и после сеанса упражнений для изучения изменений в двух маркерах, связанных с аутофагией: LC3-II и p62.

Результаты показали, что маркеры изменились у менее активных участников способом, который исследователи интерпретировали как активацию аутофагии. Тренированные участники, однако, не показали такой же реакции.

Исследовательская группа считает, что различие может быть связано с тем, как организм адаптируется к регулярным физическим упражнениям. Для человека, не привыкшего к физической активности, интенсивная тренировка может оказать большее напряжение на организм, вызывая клеточные реакции, которые помогают ему адаптироваться. Для человека, который регулярно занимается спортом, та же тренировка может представлять меньше вызова.

Они наблюдали аналогичные закономерности в двух других исследованиях с использованием участников из того же эксперимента, хотя эти исследования изучали различные клеточные и физиологические реакции. На самом деле, исследователи указывают, что это явление — что более сильный стимул требуется для вызова физиологической реакции у более тренированных людей — называется принципом убывающей отдачи и часто наблюдается в исследованиях физических упражнений.

Результаты также предполагают, что образцы крови могут помочь исследователям изучать реакции аутофагии наряду с образцами мышечной ткани. Исследователи наблюдали аналогичные изменения LC3-II и p62 в обоих тканях (кровь и мышцы). Другими словами, изменения отражали друг друга. Это наблюдение интересно исследователям, потому что оно предполагает, что образец крови, который более легко доступен, чем образец мышцы, потенциально может использоваться в качестве суррогата для получения информации о процессах, происходящих в скелетной мышце. Однако необходимны дальнейшие исследования для подтверждения этого.

Однако исследование было пилотным проектом, и исследователи изучали только два маркера, связанные со сложным процессом, включающим множество молекул. Они говорят, что необходимо больше исследований, чтобы понять, как различные этапы аутофагии реагируют на физические упражнения и производят ли другие формы физической активности аналогичные результаты.

Дейхле сказал, что будущие исследования могли бы изучить более широкий спектр молекул, участвующих в аутофагии, или сравнить реакции на упражнения на выносливость с реакциями, вызванными упражнениями на сопротивление, такими как поднятие тяжестей.

Путем изучения того, как организм реагирует на физическую активность на клеточном уровне, исследователи надеются лучше понять биологические процессы, стоящие за физическими упражнениями и их пользой для общего здоровья.