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

Niedawne badanie zwierząt przeprowadzone przez naukowców z Departamentu Medycyny Wewnętrznej na University of Utah w Salt Lake City bada rolę uszkodzenia DNA w naczyniach krwionośnych i starzejącego się układu sercowo-naczyniowego.

Odkryli, że zwiększone ćwiczenia były związane ze zmniejszonym uszkodzeniem DNA w komórkach wyściełających naczynia krwionośne. Może to pomóc wyjaśnić, w jaki sposób ćwiczenia nawet w późniejszym życiu mogą zmniejszyć ryzyko miażdżycy.

Prowadzony przez dr Jisook Lim, doktorantów na University of Utah, naukowcy przedstawiają swoje ustalenia na temat american Physiology Summittitle="American Physiology Summit | Amerykańskie społeczeństwo fizjologiczne">-Coroczne spotkanie American Physiological Society-w Long Beach, Kalifornia. Konferencja to 4-7 kwietnia 2024 r.

Jak ćwiczenia chronią zdrowie naczyniowe w miarę starzenia się?

Wraz z wiekiem wzrasta ryzyko chorób sercowo-naczyniowych i innych problemów sercowo-naczyniowych. Wynika to zwykle z miażdżycy - gromadzenie substancji tłuszczowych na błonie śluzowej naczyń krwionośnych.

W miarę wzrostu płyt te wąską naczynia krwionośne, zwiększając ryzyko zdarzeń sercowo-naczyniowych, takich jak zawały serca lub udar.

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

Jednak dokładnie zrozumienie, w jaki sposób korzyści ćwiczeń zdrowia sercowo-naczyniowego okazało się trudniejsze. Nowe badanie koncentruje się na jednym prawdopodobnym mechanizmie: uszkodzeniu DNA.

Obrażenia DNA i telomery: kluczowi gracze w starzeniu się

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

Uszkodzenie DNA występują z wielu powodów, a nasze mechanizmy naprawy dNAtitle="Zmiany w naprawie DNA podczas starzenia się - PMC">Stają się bardziej podatne na błąd w starszym wieku.

Eksperci uważają, że uszkodzenie DNA odgrywa centralna rola w procesie starzeniatitle="Centralna rola uszkodzenia DNA w procesie starzenia się - PMC">I wydaje się, że odgrywa ważną rolę w pogorszeniu naszych naczyń krwionośnych w miarę starzenia się.

Telomeres to „czapki” DNA na końcach chromosomów-chronią je przed splątaniem i strzępieniem. Z tego powodu długość telomerów jest wskaźnikiem wieku biologicznego - krótka długość jest związana z wieloma chorobami związanymi z wiekiem, w tym choroba sercowo-naczyniowatitle="Granice | Długość telomerów i ryzyko chorób sercowo-naczyniowych: badanie randomizacji Mendla">.

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

„Im wyższa prędkość krwi i mniejsza średnica tętnicy, tym wyższy stres ścinający” - wyjaśnił Jan Malik, M.D., M.P.H., profesor University General Hospital w Pradze w Czechach, który nie był zaangażowany w to badanie.

Chociaż nasze ciała mają systemy, które radzą sobie z tym stresem, gdy naczynia krwionośne są zakłócane przepływ krwi jest upośledzony. To zakłócenie zwiększa tarcie doświadczane przez komórki wyściełające naczynia krwionośne, co zwiększa ryzyko miażdżycy.

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

W badaniu University of Utah zbadano, czy ćwiczenia mogą zmniejszyć ryzyko sercowo-naczyniowe poprzez minimalizację uszkodzeń DNA i ochronę telomerów.

Wyższa aktywność fizyczna wiąże się z mniejszym uszkodzeniem DNA

Naukowcy z University of Utah monitorowali 15 męskich myszy przez 4 tygodnie w klatce z kołem bieżni. Podzielili je na trzy kategorie w zależności od tego, ile odległości prowadzą każdego dnia:

• Szybki
• Umiarkowany biegacz
• Niskie ruchy.

Pod koniec badania naukowcy zebrali tkankę z aorty zwierząt, naczynia krwionośne, przez które krew płynie z serca. Badali różne sekcje aorty, które są poddawane różnym poziomom naprężenia ścinającego.

W szczególności skupili się na dwóch typach komórek:

• Komórki śródbłonka wyściełające wnętrze naczyń krwionośnych;
• Komórki mięśni gładkich naczyniowych znalezione w ścianach naczyń krwionośnych.

Następnie ocenili uszkodzenie DNA komórek i ocenili, jak dobrze funkcjonowały ich telomery.

Ich analiza wykazała, że zwiększona aktywność fizyczna była związana z mniejszym uszkodzeniem DNA i poprawą funkcji telomeru w komórkach śródbłonka, ale nie w naczyniowych komórkach mięśni gładkich.

Poprzednie badania wykazały również, że mięsień gładki naczyń nie jest uszkodzony w takim samym stopniu jak komórki śródbłonka, które napotykają pełną siłę przepływu krwi.

Zgodnie z badaniami, ogólnie „ilość ćwiczeń aerobowych jest odwrotnie proporcjonalna do uszkodzenia DNA i dysfunkcji telomerów”. Oznacza to, że zwierzęta, które najczęściej wykorzystywały, miały najmniej uszkodzeń i dysfunkcji.

Co zapewnia to badanie?

Badanie to zwiększa rosnące dowody, że ćwiczenia mogą zapewnić korzyści zdrowotne, chroniąc przed uszkodzeniem DNA i chroniąc funkcję telomerów.

„Ujawniając różne reakcje regionów aorty, które doświadczają różnych wzorców przepływu krwi i typów komórek na ćwiczenia aerobowe”, Lim wyjaśnił w komunikacie prasowym „Badanie to stanowi solidne podstawy szczegółowego i zindywidualizowanego podejścia do interwencji w zakresie zdrowia sercowo-naczyniowego”.

Naukowcy od pewnego czasu badają związek między ćwiczeniami a telomerami. Na przykład badanie z 2013 r. Wykazało, że biegacze Ultramarathon mają dłuższe telomery niż uczestnicy zdrowej kontroli.

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