Выявлена ключевая молекула, определяющая омолаживающий эффект упражнений

Давно известно, что физические упражнения полезны, но ученые до сих пор пытаются понять, почему, на самом фундаментальном и молекулярном уровне. Новое небольшое, но долгосрочное исследование, возможно, дало решающий ответ, выявив метаболит бетаин как ключевой фактор, определяющий пользу от физических упражнений. Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell.

Бетаин, небольшая молекула, содержащаяся в таких продуктах, как сахарная свекла и шпинат, ранее связывалась с улучшением здоровья, но ранее ее связь с физическими упражнениями не устанавливалась.

В своем исследовании группа ученых из Столичного медицинского университета в Китае обнаружила, что длительные физические упражнения повышают уровень бетаина в организме через почки.

Более того, бетаин может имитировать некоторые полезные эффекты физических упражнений, особенно замедление биологического старения (так называемая геронтозащита). Возможно, эта молекула поможет жить более здоровой жизнью дольше.

«Это исследование дает нам новый способ превратить понимание того, как функционирует наш организм, в мишень для воздействия химическими веществами», — говорит биофизик Лю Гуан-Хуэй из Китайской академии наук. «Это открывает возможности для геронтопротекторного лечения, которое может корректировать взаимодействие множества органов».

Исследователи изучили влияние физических упражнений на 13 здоровых мужчин-добровольцев, используя подход, называемый мультиомиксным анализом, для измерения изменений в организме, происходящих на самых базовых уровнях, затрагивающих гены, белки, иммунную систему и малые молекулы, такие как бетаин.

После одной пробежки на 5 километров исследователи заметили резкую, кратковременную стрессовую реакцию. Однако после месяца регулярных пробежек наблюдалось более устойчивое улучшение в нескольких областях, включая замедление старения и повреждения клеток, а также оздоровление микробиома кишечника и иммунной системы.

Еще одно важное открытие: почки у этих добровольцев вырабатывали гораздо больше бетаина. В ходе экспериментов на мышах исследователи установили, что бетаин блокирует фермент TBK1, который уже связывают с воспалением и старением в организме.

Другими словами, более высокий уровень бетаина — это не просто следствие регулярных, длительных физических упражнений, — эти химические вещества на самом деле являются движущей силой некоторых преимуществ, которые приносят физические упражнения, особенно в плане омоложения.

«Наше исследование позволило определить молекулярную модель, посредством которой физические упражнения изменяют физиологию человека, и предоставило механистические сведения об их пользе для здоровья», — пишут исследователи. «Выявленные факторы, связанные с физическими упражнениями, включая бетаин, открывают потенциал для разработки „физических упражнений в таблетке“, способствующих здоровому старению».

Важно понимать, что исследователи не утверждают, что вскоре мы все сможем принимать таблетки вместо посещения спортзала. В этом исследовании не рассматривается множество преимуществ физических упражнений, включая увеличение мышечной силы и улучшение психического здоровья.

Однако существует потенциал использования бетаина и других обнаруженных здесь биологических изменений для разработки лекарств, которые могли бы снизить риск возрастных заболеваний и поддерживать организм в лучшей форме – будь то для пожилых людей или для тех, кто не может заниматься спортом по разным причинам.

В этой области еще предстоит проделать большую работу, провести исследования с участием гораздо больших групп людей и в течение гораздо более длительных периодов физических упражнений. Но открытие жизненно важной роли бетаина — это многообещающее направление, которое исследователи могли бы изучить.

«Это переосмысливает понятие „физические упражнения как лекарство“», — говорит Гуан-Хуэй.