Dokazano da štiti od širokog spektra bolesti, vežbanje može biti najmoćnija intervencija protiv starenja poznata nauci. Međutim, dok fizička aktivnost može poboljšati zdravlje tokom starenja, njeni korisni efekti neminovno opadaju. Ćelijski mehanizmi koji leže u osnovi veze između vežbanja, fitnesa i starenja ostaju slabo shvaćeni.
U radu objavljenom u Proceedings of the National Academi of Sciences, istraživači Joslin centra za dijabetes istraživali su ulogu jednog ćelijskog mehanizma u poboljšanju fizičke kondicije vežbanjem i identifikovali jednu intervenciju protiv starenja koja je odložila opadanje koji se javlja starenjem u model organizma. Zajedno, otkrića naučnika otvaraju vrata novim strategijama za promovisanje funkcije mišića tokom starenja.
„Vježbanje se široko koristi za poboljšanje kvaliteta života i zaštitu od degenerativnih bolesti, a kod ljudi, dugotrajni režim vježbanja smanjuje ukupnu smrtnost“, rekao je ko-korespondent autor T. Keith Blackvell, MD, Ph.D., viši istraživač i šef odseka za ćelije ostrva i regenerativnu biologiju u Džoslinu. „Naši podaci identifikuju suštinskog posrednika odziva na vežbanje i ulaznu tačku za intervencije za održavanje funkcije mišića tokom starenja.“
Taj suštinski posrednik je ciklus fragmentacije i popravke mitohondrija, specijalizovanih struktura ili organela, unutar svake ćelije odgovorne za proizvodnju energije. Funkcija mitohondrija je kritična za zdravlje, a poremećaj mitohondrijalne dinamike, ciklus popravljanja disfunkcionalnih mitohondrija i obnavljanja povezanosti između organela koje proizvode energiju — povezan je sa razvojem i napredovanjem hroničnih bolesti povezanih sa starenjem, kao što su bolesti srca i dijabetes tipa 2.
„Pošto opažamo da naši mišići prolaze kroz obrazac zamora i obnavljanja nakon vežbanja, oni prolaze kroz ovaj mitohondrijalni dinamički ciklus“, rekao je Blekvel, koji je takođe vršilac dužnosti šefa odeljenja za imunobiologiju u Džoslinu. „U ovom procesu, mišići upravljaju posledicama metaboličke potrebe vežbanja i vraćaju svoju funkcionalnu sposobnost.“
Blekvel i njegove kolege — uključujući ko-korespondentnog autora Hulija Cezara Batistu Fereiru, doktora nauka, Institut biomedicinskih nauka Univerziteta u Sao Paulu — istraživali su ulogu mitohondrijalne dinamike tokom vežbanja u modelnom organizmu C. elegans, jednostavnom, dobro- proučavao mikroskopske vrste crva koje se često koriste u istraživanju metabolizma i starenja.
Snimajući crve divljeg tipa C. elegans dok su plivali ili puzali, istraživači su primetili tipičan pad fizičke sposobnosti u vezi sa uzrastom tokom 15 dana odraslog doba životinja. Naučnici su takođe pokazali značajan i progresivan pomak ka fragmentiranim i/ili neorganizovanim mitohondrijama kod životinja koje stare. Na primer, primetili su kod mladih crva prvog dana odraslog doba da jedan napad vežbanja izaziva umor posle jednog sata. 60-minutna sesija je takođe izazvala povećanje fragmentacije mitohondrija u mišićnim ćelijama životinja, ali je period od 24 sata bio dovoljan da se povrate i performanse i mitohondrijalna funkcija.
Kod starijih (5. i 10. dan) crva, učinak životinja se nije vratio na početnu vrednost u roku od 24 sata. Isto tako, mitohondrije starijih životinja su podvrgnute ciklusu fragmentacije i popravke, ali je reorganizacija mreže koja se dogodila smanjena u poređenju sa onom kod mlađih životinja.
„Utvrdili smo da jedna sesija vežbanja izaziva ciklus oporavka umora i fizičke kondicije koji je uporedan sa ciklusom obnove mitohondrijske mreže“, rekla je prva autorka Juliane Cruz Campos, postdoktorski saradnik u Joslin Diabetes Center. „Starenje je umanjilo stepen do kojeg se to dogodilo i izazvalo paralelni pad fizičke spremnosti. To sugeriše da bi mitohondrijalna dinamika mogla biti važna za održavanje fizičke kondicije i verovatno da se fizička kondicija poboljša vežbanjem.“
U drugom setu eksperimenata, naučnici su dozvolili crvima divljeg tipa da plivaju jedan sat dnevno tokom 10 uzastopnih dana, počevši od početka odraslog doba. Tim je otkrio da je – kao i kod ljudi – dugoročni program obuke značajno poboljšao kondiciju životinja u srednjim godinama 10. dana i ublažio oštećenje mitohondrijalne dinamike koje se obično vidi tokom starenja.
Konačno, istraživači su testirali poznate intervencije koje produžavaju životni vek na njihovu sposobnost da poboljšaju kapacitet vežbanja tokom starenja. Crvi sa povećanim AMPK – molekulom koji je ključni regulator energije tokom vežbanja koji takođe promoviše remodeliranje mitohondrijalne morfologije i metabolizma – pokazali su poboljšanu fizičku spremnost. Takođe su pokazali održavanje, ali ne i poboljšanje performansi vežbanja tokom starenja. Crvi koji su projektovani da nemaju AMPK pokazali su smanjenu fizičku spremnost tokom starenja, kao i oštećenje ciklusa oporavka. Takođe nisu imali koristi od vežbanja koje odlažu starenje tokom životnog veka.
„Važan cilj oblasti starenja je da se identifikuju intervencije koje ne samo da produžavaju životni vek, već i poboljšavaju zdravlje i kvalitet života“, rekao je Blekvel, koji je takođe profesor genetike na Harvardskoj medicinskoj školi. „Kod ljudi koji stare, pad mišićne funkcije i tolerancije na vežbanje je glavni problem koji dovodi do značajnog morbiditeta. Naši podaci ukazuju na potencijalno plodne intervencije za sprečavanje ovog opadanja — najverovatnije zajedno sa drugim aspektima starenja. To će biti od velike važnosti interes da se utvrdi kako plastičnost mitohondrijalne mreže utiče na fizičku spremnost, zajedno sa dugovečnim životom i bolestima povezanim sa starenjem kod ljudi.“
