Medicinsk vetenskap: Träningens positiva effekter på hälsan är välkända men ny forskning pekar på att kroppens svar på träning är mer komplex än vad som tidigare visats. Ett stort team med flera amerikanska forskare visar i råttor att fysisk aktivitet ger förändringar på cellulär och molekylär nivå i alla 19 organ som studerades.
Träning minskar risken för många sjukdomar, men exakt hur de fördelaktiga förändringarna ser ut på molekylär nivå är inte helt kartlagt. De flesta studier tittar endast på isolerade fenomen, som till exempel ett organ. Teamet från Molecular Transducers of Physical Activity Consortium (MoTrPAC) använde en stor uppsättning tekniker i laboratorier över hela USA för att analysera molekylära förändringar i råttor, som gått igenom flera veckors intensiv träning. Upptäckterna publicerades i Nature i början av maj.
Forskarna studerade vävnad från bland annat lungor, hjärta och hjärna och fann att förändringar skedde i alla studerade organ i samband med träning. Det var förändringar som hjälpte kroppen att reglera immunsystemet, svara på stress och kontrollera vägar som hör ihop med inflammatorisk leversjukdom, hjärtsjukdom och vävnadsskada.
Datan kan ge ledtrådar till flera sjukdomstillstånd. Som exempel identifierades varför levern får minskad fettvävnad i samband med träning, vilket kan bidra till utvecklingen av behandling mot icke-alkoholorsakad fettleversjukdom (NAFLD).
Forskargruppen hoppas att deras resultat kan användas i framtiden till att skräddarsy träning anpassat till patientens hälsostatus och till att utveckla läkemedel som avspeglar effekten som ges av fysisk aktivitet, till de som inte har möjlighet att träna.
”Det krävdes massor av forskare med olika vetenskaplig bakgrund för att generera och integrera den massiva mängd av högkvalitetsdata som producerades,” säger Carr, en medförfattare till studien, till ScienceDaily. ”Det här är den första helorganism-kartan som tittar på effekten av träning i multipla olika organ. Resurserna som producerades kommer vara enormt värdefulla och har redan producerat många potentiella nya biologiska insikter att utforska vidare.”
Förändringar i binjuren, levern och könskillnader i träningens effekter
”Många storskaliga studier fokuserar bara på en eller två datatyper,” säger Natalie Clark, en beräkningsvetare i Carrs grupp, till ScienceDaily. ”Men här har vi en bredd av många olika experiment på samma vävnader och det har gett oss en global översikt av hur alla dessa olika molekylärlager bidrar till svar på träning.”
Totalt har forskargruppen gjort 10 000 analyser för mer än 15 miljoner mätningar i blod och 19 solida vävnader. De såg att träning påverkade tusentals molekyler, med de mest påtagliga förändringarna i binjuren. De såg könsskillnader i flera organ, framför allt vad gäller immunsvar över tid. De flesta signalmolekyler i immunsystemet som är unika för kvinnor påvisade nivåskillnader redan efter en till två veckors träning, medan det hos män motsvarade fyra till åtta veckor.
Heat shock-proteiner, som produceras av kroppen som svar på stress, visade sig regleras på samma sätt oavsett kön och organ. Andra resultat var mer organspecifika. En viktig upptäckt var acetylering av mitokondriella protein involverade i energiproduktion och i fosforyleringssignalen som reglerar energiförräd, båda i levern, som ändrades under träning. Dessa förändringar kan hjälpa levern att få minskad fettvävnad och bli mindre mottaglig för sjukdom med hjälp av träning. Upptäckten var helt oförutsedd, vilket enligt medförfattare Jean-Beltran styrker varför de gör alla dessa molekylära modaliteter.
MoTrPAC-teamet håller på med flera studier som bland annat involverar unga och gamla råttor, korttidseffekt av 30-timmars block med träning. De har också påbörjat en studie på människor som ska undersöka både uthållighets- och mottståndsträning hos unga och vuxna.
Originalstudie: David Amar, Nicole R. Gay, Pierre M. Jean-Beltran et. al, Temporal dynamics of the multi-omic response to endurance exercise training. Nature, 2024; 629 (8010): 174 DOI: 10.1038/s41586-023-06877-w
Källa: Broad Institute of MIT and Harvard. ”Scientists work out the effects of exercise at the cellular level.” ScienceDaily. ScienceDaily, 1 May 2024. <www.sciencedaily.com/releases/2024/05/240501125227.htm>.
Skräddarsytt nyhetsbrev 
Säker och snabb ingång till medlemssidorna 