Exercițiile fizice declanșează modificări metabolice în sânge

 Astăzi toată lumea știe că exercițiile fizice sunt bune pentru sănătate. Beneficiile lor depășesc arderea caloriilor și pierderea în greutate, deoarece produc și efecte pozitive la nivel molecular și metabolic. Metabolomica sau medicina metabolomică este știința care studiază moleculele mici sau metaboliții din celulele, țesuturile și biofluidele dumneavoastră. Acest set de molecule mici, împreună cu interacțiunile lor, este cunoscut sub numele de metabolom.

 Metabolomica analizează în detaliu multe dintre moleculele care sunt produse în timpul metabolismului, care sunt afectate de factori genetici și de mediu, cum ar fi exercițiile fizice. Studiul metaboliților este unic, deoarece oferă mai multe informații despre activitatea biochimică a celulelor și țesuturilor, în plus, modificările metabolice pot fi cheie în dezvoltarea și progresia bolilor cardiovasculare și pot influența sănătatea cardiometabolică. Potrivit cercetărilor publicate în jurnalul Circulation of the American Heart Association, faptul că exercițiile fizice influențează aceste schimbări poate chiar ajuta la explicarea modului în care exercițiul reduce riscul de boli de inimă și mortalitate.

Exercițiile fizice produc modificări pozitive în metabolom

 Cercetătorii de la Massachusetts General Hospital din Boston și colegii lor au evaluat voluntarii înscriși în studiul Framingham Heart pentru a măsura modul în care exercițiul îi influențează pe metaboliții produși de metabolism, dar în special pe cei legați de insulină, zahăr în sânge, arderea grăsimilor și alte măsuri ale sănătății cardiometabolice. Prima parte a studiului a implicat 411 bărbați și femei de vârstă mijlocie, care au făcut mișcare până la epuizare pe o bicicletă de exerciții. În majoritatea cazurilor, sesiunea a durat în jur de 11,9 minute. Pentru a determina profilul metaboliților, s-au prelevat două probe de sânge, prima înainte de exercițiu când voluntarii erau în repaus și a doua imediat după încheierea ședinței, care este punctul maxim de efort.

 Cercetătorii au analizat 588 de metaboliți și au descoperit că 80% dintre aceștia au crescut sau au scăzut ca răspuns la sesiunea de exerciții fizice; De exemplu, nivelurile de glutamat, care sunt legate de diabet, boli de inimă și hipertensiune arterială, au scăzut cu 29% după o sesiune de exerciții fizice, în timp ce nivelurile de valerat de dimetilguanidină (DMGV), care sunt legate de bolile hepatice, au scăzut cu 18%. Experimentul a fost repetat apoi cu alți 783 de voluntari, dar de data aceasta cercetătorii s-au concentrat pe 177 dintre moleculele care au prezentat cea mai mare schimbare prima dată și au observat din nou aceleași modificări, ajutând la verificarea faptului că exercițiul produce aceste modificări.

 Cercetătorii au remarcat următoarele: „Am observat modificări ale nivelurilor circulante în 502 din cei 588 de metaboliți care au fost măsurați în repaus și în timpul exercițiului maxim. Modificările au inclus reduceri ale metaboliților implicați în rezistența la insulină, acid dimetilguanidinovaleric și creșteri ale metaboliților legați de lipoliză, biodisponibilitatea oxidului nitric și rumenirea adipoasă, precum și alte căi relevante care influențează riscul cardiometabolic. Am analizat 177 de metaboliți într-o probă de replicare diferită de studiul Framingham Heart și am observat aceleași modificări la 164 de metaboliți. Modificările metaboliților induse de efort au fost legate în mod variabil de cantitatea de efort efectuată (sarcina maximă de lucru), sexul și indicele de masă corporală.”

Modificările moleculare induse de efort ar putea influența mortalitatea

 Cercetătorii au identificat, de asemenea, patru semnături metabolice ale modelelor de răspuns la efort, pe care le-au căutat apoi în probe de sânge care au fost stocate de la alți participanți la studiul Framingham Heart. Două au fost detectate în probe de sânge de la persoane care nu au murit prematur, ceea ce înseamnă că a fost asociat cu mortalitatea generală în timpul perioadei de urmărire de 23,1. Cu toate acestea, această legătură este speculativă, în parte pentru că probele de sânge stocate nu au fost colectate după exercițiu, ceea ce înseamnă că, la unii participanți la studiu, semnăturile metabolice care au fost asociate cu o mortalitate mai scăzută ar fi putut fi prezente chiar și fără acest factor.

 Au fost dezvăluite și alte fapte interesante, la participanții obezi au existat mai puține modificări pozitive ale metaboliților, ceea ce sugerează că ar putea costa mai multă muncă pentru a culege beneficiile exercițiilor fizice. Au fost observate și diferențe între sexe, deoarece, deși au făcut mai puțin exercițiu, femeile au experimentat schimbări mai mari decât bărbații în anumiți metaboliți cardioprotectori. Cercetătorii au adăugat că „aceste descoperiri oferă o hartă detaliată a răspunsului metabolic la efortul intens la oameni și identifică posibilele mecanisme responsabile pentru efectele cardiometabolice benefice ale exercițiului pentru studii viitoare.”

 De asemenea, este posibil ca măsurarea anumitor metaboliți să ofere informații despre starea fizică a unei persoane. Autorul studiului, dr. Matthew Nayor a explicat astfel: „În mod interesant, studiul nostru a constatat că diferiți metaboliți au urmat răspunsuri fiziologice diferite la exerciții fizice, prin urmare ar putea oferi semnături unice în fluxul sanguin care să dezvăluie dacă o persoană este în formă fizică, la fel cum analizele de sânge actuale determină rinichi și sănătatea ficatului.” Aceste descoperiri par foarte promițătoare, mai ales că toate schimbările au avut loc ca răspuns la doar 12 minute de exercițiu. Autorul principal al studiului, dr. Gregory Lewis, a spus într-un comunicat de presă: „Ceea ce ne-a atras atenția au fost efectele pe care le poate avea o scurtă perioadă de exercițiu fizic asupra nivelurilor circulante de metaboliți care influențează funcțiile cheie ale corpului, cum ar fi rezistența la insulină, stresul oxidativ, reactivitatea vasculară, nivelul de inflamație și longevitatea.”

O singură sesiune de exerciții poate modifica până la 9815 molecule

 Dacă v-ați pus vreodată la îndoială care sunt beneficiile exercițiilor fizice, luați în considerare acest lucru: cercetătorii de la Universitatea Stanford au dezvăluit că o singură sesiune de exerciții fizice produce modificări pozitive în 9815 molecule din sângele nostru. Și în timp ce „omics” (termenul omic este folosit pentru a descrie studiul unor mari ansambluri de molecule biologice) au fost deja făcute pentru a determina modul în care exercițiul afectează anumite zone, cum ar fi metabolomica, acest studiu a dus lucrurile la un alt nivel.

 Cercetătorii au remarcat următoarele: „Am efectuat un profil multimic longitudinal al celulelor mononucleare din plasmă și din sângele periferic, incluzând metabolom, lipidom, imunomul, proteomul și transcriptomul a 36 de voluntari bine caracterizați, înainte și după un exercițiu controlat cu simptome limitate.”

 Cu alte cuvinte, studiul a oferit o perspectivă fără precedent asupra detaliilor răspunsului fiziologic al organismului la exerciții fizice și a demonstrat că are loc „o coregrafie orchestrată a proceselor biologice”, inclusiv cele legate de:

 - Metabolismul energetic

 - Stresul oxidativ

 - Repararea țesuturilor

 - Răspunsul factorului de creștere

 Studiul a implicat doar 36 de participanți, ceea ce este una dintre limitările sale în comparație cu celălalt studiu care a implicat 1.194, cu vârste cuprinse între 40 și 75 de ani, voluntarii au finalizat un test de anduranță pe banda de alergare care a durat între opt și 12 minute, cu prelegeri de sânge înainte și la două minute după sesiune, precum și la 15, 30 și 60 de minute după. Au fost măsurate un total de 17.662 de molecule, dintre care 9815 s-au schimbat ca răspuns la exerciții, unele crescând, altele coborând. Nivelul unor molecule a crescut imediat după exercițiu și apoi a scăzut rapid, în timp ce altele au rămas ridicate timp de o oră. Încă o dată, schimbările dramatice au fost rezultatul unei scurte sesiuni de exerciții care a durat doar opt până la 12 minute.

Exercițiile intense sunt, de asemenea, legate de alte beneficii pentru sănătate

 Este important de menționat că ambele antrenamente au fost antrenamente scurte, dar viguroase, s-a sugerat, de asemenea, că intensitatea exercițiului influențează cantitatea de beneficii pe care le obțineți, deoarece activitatea viguroasă produce cel mai mare număr de beneficii. Într-un studiu de cohortă pe 403.681 de adulți care au primit o urmărire medie de 10,1 ani, au fost colectate date despre activitatea fizică auto-raportată, iar după analiză, cercetătorii au descoperit că o proporție mai mare de activitate fizică viguroasă în comparație cu activitatea fizică Activitatea fizică totală a fost asociat cu o longevitate mai mare.

 Cu alte cuvinte, pentru aceeași cantitate de exercițiu, cei care au făcut o activitate mai viguroasă au avut un risc mai mic de deces din orice cauză. Cercetătorii au remarcat că „deși majoritatea beneficiilor pentru sănătate legate de îndeplinirea obiectivelor de exerciții săptămânale recomandate pot fi obținute din activitatea fizică moderată, rezultatele sugerează că creșterea intensității exercițiilor este asociată cu beneficii suplimentare pentru sănătate”. Și acesta este doar unul dintre multele studii care arată beneficiile a ceea ce este cunoscut și sub numele de antrenament pe intervale de intensitate ridicată sau HIIT.

Diferențele dintre exercițiile fizice intense și cele moderate

 HIIT, care combină perioade scurte de activitate de intensitate mare cu perioade de odihnă, a devenit unul dintre cele mai eficiente antrenamente pe care le puteți face, deoarece spre deosebire de antrenamentul continuu de intensitate moderată (MICT), HIIT tinde să ofere beneficii mai mari în mai puțin timp. Antrenamentele HIIT sunt, de asemenea, mai ușor de respectat pentru oameni, deoarece necesită mai puțin timp. Participarea la sesiuni HIIT de mai puțin de 15 minute pe sesiune s-a dovedit a fi suficientă pentru a produce efecte pozitive asupra factorilor de risc cardiometabolici, de exemplu, la persoanele cu factori de risc pentru diabetul de tip 2, plus majoritatea oamenilor își pot dedica 15 minute din timpul dumneavoastră. un antrenament rapid.

 În alte cercetări care au implicat adulți cu diabet de tip 2, HIIT s-a dovedit din nou a fi mai eficient decât MICT în ceea ce privește normalizarea stresului oxidativ. Alte cercetări au descoperit că practicarea HIIT de două ori pe săptămână timp de 16 săptămâni reduce masa de grăsime abdominală la femeile aflate în postmenopauză cu diabet de tip 2 mai eficient decât MICT, iar cercetătorii sugerează că ar putea fi „propus ca un program alternativ de antrenament fizic pentru această populație”. Ar putea fi, de asemenea, cea mai bună opțiune pentru oricine dorește să evite modificările musculare legate de vârstă, deoarece într-un studiu realizat de cercetătorii Clinicii Mayo, trei tipuri de exerciții au fost comparate cu un grup de control fără exerciții fizice pentru a determina ce tip de exercițiu funcționează cel mai bine pentru a proteja mușchii de la modificările care apar odată cu vârsta. Studiul a implicat 72 de persoane sedentare cu vârsta de 30 de ani sau mai puțin, sau de 64 de ani și peste, care au participat la un program de 12 săptămâni de HIIT pe biciclete staționare, antrenament de rezistență viguros sau o combinație de exerciții (bicicletă staționară cu ritm moderat combinat) .cu ridicare usoara).

 În grupul HIIT, s-au observat în special îmbunătățiri ale rezistenței, cu toate acestea, alte diferențe notabile au fost observate atunci când celulele musculare ale participanților au fost biopsiate, dezvăluind modificări ale genelor. Printre participanții mai tineri, grupul HIIT a avut modificări în 274 de gene, comparativ cu 170 de gene în participanții grupului de combinație moderată și 74 în grupul de rezistență. Schimbările în rândul participanților mai în vârstă au fost și mai izbitoare, deoarece au experimentat modificări în aproape 400 de gene, comparativ cu 33 pentru grupul de rezistență și 19 pentru grupul cu combinație moderată. După cum a raportat jurnalul The New York Times: „Se crede că multe dintre aceste gene afectate, dar în special celulele participanților la grupul HIIT, influențează capacitatea mitocondriilor de a produce energie pentru celulele musculare, deoarece participanții care au făcut antrenament pe intervale au văzut creșteri ale numărului și sănătatea mitocondriilor lor, un impact care a fost mai pronunțat în rândul persoanelor în vârstă.”

 Știința exercițiilor fizice a intrat într-o nouă eră și, prin metabolomică și alte tehnologii omice, cercetătorii ar putea fi capabili să creeze intervenții de exerciții mai personalizate, mai degrabă decât recomandări generice, cum ar fi „faceți exerciții cel puțin 150 de minute pe săptămână”. Cercetătorii de la Universitatea Stanford urmăresc studiul lor pentru a stabili dacă datele moleculare ar putea fi utilizate pentru a determina individual ce tipuri de exerciții sunt cele mai bune, deoarece anumite persoane pot avea o rezistență aerobă mai mare, în timp ce altele au un profil molecular care poate favoriza un alt tip de antrenament.

 Recomandare importantă: este clar că a face puțină mișcare este infinit mai bine decât să nu faceți nimic, pentru că chiar dacă aveți doar 15 minute pe zi, puteți folosi acest timp pentru o activitate viguroasă de care să beneficieze organismul în moduri pe care oamenii de știință abia încep să le înțeleagă. Chiar dacă uneori nu puteți părăsi casa pentru a merge la sala, puteți personaliza un antrenament complet și îl puteți realiza din confortul casei dumneavoastră.