Veza između vežbanja i upale je zaokupljala maštu istraživača još od kada je studija iz ranog 20. veka pokazala porast belih krvnih zrnaca u krvi bostonskih maratonaca nakon trke.
Sada, nova studija Harvardske medicinske škole objavljena u Science Immunology može ponuditi molekularno objašnjenje iza ovog vekovnog zapažanja.
Studija na miševima sugeriše da korisni efekti vežbanja mogu biti vođeni, barem delimično, imunološkim sistemom. Pokazuje da zapaljenje mišića uzrokovano naporom mobiliše upalu – suzbijajući T ćelije, ili Tregs, koje povećavaju sposobnost mišića da koriste energiju kao gorivo i poboljšavaju ukupnu izdržljivost pri vežbanju.
Dugo poznati po svojoj ulozi u suzbijanju aberantne upale povezane sa autoimunim bolestima, Tregs se sada takođe pojavljuju kao ključni igrači u imunološkim odgovorima tela tokom vežbanja, rekao je istraživački tim.
„Imuni sistem, a posebno T ćelijska ruka, ima širok uticaj na zdravlje tkiva koji prevazilazi zaštitu od patogena i kontrolu raka. Naša studija pokazuje da imuni sistem ispoljava moćne efekte unutar mišića tokom vežbanja“, rekao je stariji studij. istraživač Diane Mathis, Morton Grove-Rasmussen profesor imunologije na Institutu Blavatnik u HMS.
Miševi nisu ljudi, a nalazi treba da se ponove u daljim studijama, upozorili su istraživači. Međutim, studija je važan korak ka detaljnom opisivanju ćelijskih i molekularnih promena koje se dešavaju tokom vežbanja i donose zdravstvene beneficije.
Zaštita od kardiovaskularnih bolesti, smanjenje rizika od dijabetesa, zaštita od demencije. Blagotvorni efekti vežbanja su dobro poznati. Ali kako nas tačno vežba čini zdravim? Pitanje je dugo intrigiralo istraživače.
Nova otkrića dolaze usred intenziviranja napora da se razumeju molekularne osnove vežbi. Otpetljavanje učešća imunog sistema u ovom procesu samo je jedan aspekt ovih istraživačkih napora.
„Već dugo znamo da fizički napor izaziva upalu, ali ne razumemo u potpunosti imunološke procese koji su uključeni“, rekao je prvi autor studije Kent Langston, postdoktorski istraživač u laboratoriji Mathis. „Naša studija pokazuje, u veoma visokoj rezoluciji, šta T ćelije rade na mestu gde se vežba dešava, u mišićima.“
Većina prethodnih istraživanja o fiziologiji vežbanja fokusirala se na ulogu različitih hormona koji se oslobađaju tokom vežbanja i njihove efekte na različite organe kao što su srce i pluća. Nova studija otkriva imunološku kaskadu koja se odvija unutar stvarnog mesta napora – mišića.
Poznato je da vežbe izazivaju privremeno oštećenje mišića, oslobađajući kaskadu inflamatornih odgovora. Pospešuje ekspresiju gena koji regulišu strukturu mišića, metabolizam i aktivnost mitohondrija, malih elektrana koje funkcionišu gorivne ćelije. Mitohondrije igraju ključnu ulogu u prilagođavanju vežbanja pomažući ćelijama da ispune veće potrebe za energijom vežbanja.
U novoj studiji, tim je analizirao šta se dešava u ćelijama uzetim iz mišića zadnjih nogu miševa koji su jednom trčali na traci za trčanje i životinja koje su redovno trčale. Zatim su ih istraživači uporedili sa mišićnim ćelijama dobijenim od sedentarnih miševa.
Mišićne ćelije miševa koji su trčali na trakama za trčanje, jednom ili redovno, pokazivale su klasične znake upale – veću aktivnost u genima koji regulišu različite metaboličke procese i viši nivo hemikalija koje podstiču upalu, uključujući interferon.
Obe grupe su imale povišen nivo Treg ćelija u mišićima. Dalje analize su pokazale da je u obe grupe Tregs smanjio upalu izazvanu vežbanjem. Nijedna od tih promena nije primećena u mišićnim ćelijama sedentarnih miševa.
Međutim, metaboličke koristi i prednosti vežbanja bile su očigledne samo kod redovnih vežbača – miševa koji su imali ponovljene napade trčanja. U toj grupi, Tregs ne samo da je ublažio upalu izazvanu naporom i oštećenje mišića, već je i promenio metabolizam mišića i performanse mišića, pokazali su eksperimenti.
Ovaj nalaz se poklapa sa dobro utvrđenim zapažanjima kod ljudi da jedna vežba ne dovodi do značajnih poboljšanja performansi i da je redovna aktivnost tokom vremena potrebna da bi se donele koristi.
Dalje analize su potvrdile da su Tregovi zaista odgovorni za šire koristi koje se vide kod redovnih vežbača. Životinje kojima je nedostajao Tregs imale su neobuzdano zapaljenje mišića, obeleženo brzom akumulacijom ćelija koje podstiču upalu u mišićima zadnjih nogu. Njihove mišićne ćelije su takođe imale upadljivo natečene mitohondrije, znak metaboličke abnormalnosti.
Što je još važnije, životinje kojima nedostaje Tregs nisu se vremenom prilagođavale rastućim zahtevima vežbanja kao što su to učinili miševi sa netaknutim Tregovima. Nisu imali iste koristi za celo telo od vežbanja i imali su smanjenu aerobnu kondiciju.
Mišići ovih životinja takođe su imali prekomerne količine interferona, poznatog pokretača upale. Dalje analize su otkrile da interferon deluje direktno na mišićna vlakna kako bi promenio funkciju mitohondrija i ograničio proizvodnju energije. Blokiranje interferona sprečilo je metaboličke abnormalnosti i poboljšalo aerobnu kondiciju kod miševa kojima nedostaje Tregs.
„Ovde je zlikovac interferon“, rekao je Langston. „U odsustvu čuvara Tregsa da se tome suprotstavi, interferon je nastavio da izaziva nekontrolisanu štetu.
Poznato je da interferon promoviše hroničnu upalu, proces koji leži u osnovi mnogih hroničnih bolesti i stanja povezanih sa uzrastom i postao je primamljiva meta za terapije koje imaju za cilj smanjenje upale. Tregovi su takođe privukli pažnju naučnika i industrije kao tretmani za niz imunoloških stanja obeleženih abnormalnom upalom.
Rezultati studije pružaju uvid u unutrašnje delovanje ćelija iza antiinflamatornih efekata vežbanja i naglašavaju njen značaj u iskorištavanju sopstvene imunološke odbrane tela, rekli su istraživači.
U toku su napori da se osmisle intervencije usmerene na Tregs u kontekstu specifičnih imunološki posredovanih bolesti. I dok imunološki uslovi izazvani aberantnom upalom zahtevaju pažljivo kalibrisane terapije, vežbanje je još jedan način za suzbijanje upale, rekli su istraživači.
„Naše istraživanje sugeriše da vežbanjem imamo prirodan način da pojačamo imune odgovore tela kako bismo smanjili upalu“, rekao je Matis. „Tražili smo samo mišiće, ali moguće je da vežba pojačava Treg aktivnost i na drugim mestima u telu.
Među istražiteljima su bili Jiži Sun, Birgita Rajbak, Brus Špigelman, Amber Miler i Kristof Benoist.
