Jak ćwiczenia pomagają zapobiegać uszkodzeniom DNA i problemom naczyniowym związanym z wiekiem

Niedawne badanie na zwierzętach przeprowadzone przez naukowców z Wydziału Chorób Wewnętrznych Uniwersytetu Utah w Salt Lake City bada rolę uszkodzeń DNA w naczyniach krwionośnych i starzejącym się układzie sercowo-naczyniowym.

Odkryli, że zwiększone ćwiczenia fizyczne wiązały się ze zmniejszeniem uszkodzeń DNA w komórkach wyściełających naczynia krwionośne. Może to pomóc wyjaśnić, w jaki sposób ćwiczenia nawet w późniejszym życiu mogą zmniejszyć ryzyko miażdżycy.

Naukowcy pod kierunkiem dr Jisook Lim, stażysty podoktorskiego na Uniwersytecie Utah, zaprezentują swoje odkrycia na stronieAmerykański Szczyt Fizjologii – coroczne spotkanie Amerykańskiego Towarzystwa Fizjologicznego – w Long Beach w Kalifornii. Konferencja odbędzie się w dniach 4-7 kwietnia 2024 r.

W jaki sposób ćwiczenia chronią zdrowie naczyń w miarę starzenia się?

Wraz z wiekiem wzrasta ryzyko chorób układu krążenia i innych problemów sercowo-naczyniowych. Jest to zwykle spowodowane miażdżycą - nagromadzeniem substancji tłuszczowych na błonie śluzowej naczyń krwionośnych.

W miarę wzrostu blaszki te zwężają naczynia krwionośne, zwiększając ryzyko zdarzeń sercowo-naczyniowych, takich jak zawały serca lub udary.

Na szczęście fizycznećwiczenia mogą znacznie zmniejszyć ryzyko miażdżycy. Nawet ćwiczenia u osób starszych mogą spowolnić tworzenie się płytki nazębnej i poprawić wyniki sercowo-naczyniowe.

Jednak dokładne zrozumienie wpływu ćwiczeń na zdrowie układu sercowo-naczyniowego okazało się trudniejsze. Nowe badanie koncentruje się na jednym prawdopodobnym mechanizmie: uszkodzeniu DNA.

Uszkodzenia DNA i telomery: kluczowi gracze w procesie starzenia

Wraz z wiekiem następuje powolna utrata funkcji w wielu aspektach naszej fizjologii. Część tego spadku wynika zUszkodzenie DNA.

Uszkodzenia DNA występują z wielu powodów, a także z naszychMechanizmy naprawy DNA w starszym wieku stają się bardziej podatne na błędy.

Eksperci uważają, że odgrywają rolę uszkodzenia DNAgłówną rolę w procesie starzeniai wydaje się, że odgrywa ważną rolę w pogarszaniu się stanu naszych naczyń krwionośnych wraz z wiekiem.

Telomery stanowią „czapeczki” DNA na końcach chromosomów – chronią je przed splątaniem i strzępieniem. Z tego powodudługość telomerów jest wskaźnikiem wieku biologicznego -krótsza długość wiąże się z wieloma chorobami związanymi z wiekiem, m.inchoroby układu krążenia.

Telomery w komórkach wyściełających naczynia krwionośne są szczególnie podatne na uszkodzenie pod wpływem siły zwanej „naprężeniem ścinającym”.

„Im większa prędkość krwi i mniejsza średnica tętnicy, tym większe naprężenie ścinające” – wyjaśnił Jan Malik, lekarz medycyny, M.P.H., profesor Uniwersyteckiego Szpitala Ogólnego w Pradze, Republika Czeska, który nie był zaangażowany w to badanie .

Chociaż nasze ciała mają systemy, które radzą sobie z tym stresem, gdy naczynia krwionośne ulegają uszkodzeniuprzepływ krwi jest zaburzony. Zakłócenie to zwiększa tarcie, jakiego doświadczają komórki wyściełające naczynia krwionośne, co zwiększa ryzyko miażdżycy.

Malik, który opublikował artykuły na ten temat, powiedział nam, że „zmiany naprężenia ścinającego mają kluczowe znaczenie dla rozwoju miażdżycy”.

Trwające badanie Uniwersytetu w Utah sprawdzało, czy ćwiczenia mogą zmniejszyć ryzyko chorób sercowo-naczyniowych poprzez minimalizację uszkodzeń DNA i ochronę telomerów.

Większa aktywność fizyczna wiąże się z mniejszym uszkodzeniem DNA

Naukowcy z Uniwersytetu w Utah obserwowali 15 samców myszy przez 4 tygodnie w klatce z bieżnią. Podzielili ich na trzy kategorie w zależności od dystansu, jaki pokonywali każdego dnia:

• szybki
• umiarkowany biegacz
• niski ruch.

Pod koniec badania naukowcy pobrali tkankę z aorty zwierząt – naczynia krwionośnego, przez które krew przepływa z serca. Badali różne odcinki aorty poddawane różnym poziomom naprężenia ścinającego.

W szczególności skupili się na dwóch typach komórek:

• Komórki śródbłonka wyściełające wnętrze naczyń krwionośnych;
• Komórki mięśni gładkich naczyń znajdujące się w ścianach naczyń krwionośnych.

Następnie ocenili uszkodzenia DNA komórek i funkcjonowanie ich telomerów.

Analiza wykazała, że ​​zwiększona aktywność fizyczna była powiązana z mniejszymi uszkodzeniami DNA i poprawą funkcji telomerów w komórkach śródbłonka, ale nie w komórkach mięśni gładkich naczyń.

Poprzednie badania wykazało również, że mięśnie gładkie naczyń nie ulegają uszkodzeniu w takim stopniu jak komórki śródbłonka, które narażone są na pełną siłę przepływu krwi.

Ogólnie rzecz biorąc, według streszczeń badań „ilość ćwiczeń aerobowych jest odwrotnie proporcjonalna do uszkodzeń DNA i dysfunkcji telomerów”. Oznacza to, że zwierzęta, które ćwiczyły najwięcej, miały najmniej uszkodzeń i dysfunkcji.

Co daje to badanie?

Badanie to uzupełnia coraz większą liczbę dowodów na to, że ćwiczenia mogą zapewniać korzyści zdrowotne, chroniąc przed uszkodzeniem DNA i chroniąc funkcję telomerów.

„Ujawniając różne reakcje obszarów aorty doświadczających różnych wzorców przepływu krwi i typów komórek na ćwiczenia aerobowe” – wyjaśnił Lim w komunikacie prasowym, „badanie to zapewni solidną podstawę do szczegółowego i zindywidualizowanego podejścia do interwencji zdrowotnych w zakresie układu sercowo-naczyniowego”.

Naukowcy od jakiegoś czasu badają związek między ćwiczeniami a telomerami. Na przykład badanie z 2013 roku wykazało, że biegacze ultramaratonów mają dłuższe telomery niż zdrowi uczestnicy z grupy kontrolnej.

Inne badania również wykazały związek między sprawnością fizyczną a długością telomerów.