Короткие интенсивные физические нагрузки вызывают сотни изменений в крови

Фото из открытых источников

Несколько минут интенсивного велоспринта изменили сотни белков крови, в то время как 90 минут размеренной езды на велосипеде привели к гораздо меньшим немедленным изменениям. Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell Reports Medicine.

Люди, желающие заниматься спортом в условиях ограниченного времени, сталкиваются с тем же выбором: одна длительная, размеренная тренировка или несколько изнурительных минут. Более длительная тренировка может показаться более эффективной.

Новое исследование измерило, что именно каждый из этих веществ попадает в кровоток. Примерно три минуты интенсивного бега изменили почти четверть белков в крови, а 90 минут размеренной езды на велосипеде изменили всего семь белков.

Люк Олсен и Пол Коэн из Рокфеллеровского университета провели сравнительный анализ со своими коллегами в Мельбурне, беря образцы крови до каждой тренировки, сразу после нее и через три часа. В основном эксперименте участвовали 19 здоровых, активных молодых мужчин — довольно узкая выборка.

«Если у кого-то мало времени, но он все же хочет позаниматься спортом, высокоинтенсивные упражнения могут стать хорошим вариантом», — сказал Коэн. «Для них требуется минимум оборудования, если вообще требуется, и при этом они вызывают заметные изменения во всем организме».

Эти две тренировки были задуманы как полные противоположности. Одна группа выполняла шесть 30-секундных спринтов на велосипеде с максимальным усилием и четырехминутным перерывом между ними, что составляло примерно три минуты фактической работы. Другая группа крутила педали в непрерывном режиме в течение 90 минут.

Те же добровольцы, те же образцы крови. Единственное различие заключалось в интенсивности физических упражнений.

В лаборатории Джейнвей, возглавляемой Коэном, было измерено содержание 2884 белков в образцах крови. Сразу после спринтов содержание 714 из них изменилось, и более 98% из них увеличилось. После длительной поездки содержание семи белков изменилось.

Таким образом, сокращенная тренировка не просто вызвала менее выраженный эффект, а спровоцировала резкий скачок уровня белков в крови, который при более длительной тренировке практически не наблюдался.

Кровь спринтеров быстро пришла в норму. Три часа спустя количество изменившихся белков уменьшилось примерно в 20 раз. Среди тех, количество которых увеличилось, были гормон роста, белок, способствующий построению новых кровеносных сосудов, и белок, участвующий в восстановлении тканей.

Восемь недель тренировок нисколько не притупили эффект. Небольшая группа повторила занятия через два месяца по назначенной программе, и их кровь отреагировала так же.

«И мы наблюдаем это даже после восьми недель тренировок, что говорит о том, что эта реакция не является просто результатом того, что организм пытается справиться с непривычным стрессом. Возможно, наблюдаемые нами реакции присущи интенсивным физическим нагрузкам», — сказал Коэн.

Умеренные физические нагрузки не были бесполезны. Просто крови велосипедистов требовались часы, чтобы измениться, и большая часть изменений касалась не белка.

Через три часа после 90-минутной поездки произошло изменение состава 19 белков, в том числе двух, которые вообще не изменялись во время спринта. Оба белка в основном вырабатываются печенью, которая высвобождает их после того, как длительная нагрузка истощает запасы энергии.

Умеренная езда на велосипеде также изменила гораздо больше малых молекул, чем белков. Спринт изменил 203 из них в крови немедленно, против 31 при равномерной езде на велосипеде. Через три часа при равномерной езде изменилось 183 молекулы, большинство из которых были жирными кислотами, что команда интерпретировала как переход от сжигания сахара к сжиганию жира во время восстановления.

«В целом, нас удивило, как мало белков изменилось после упражнений умеренной интенсивности», — объясняет Коэн. «Наши результаты показывают, что высвобождение метаболитов может играть более важную роль после такого вида упражнений».

Кровь — это система доставки, поэтому команда отправилась на поиски реципиента. Они вырастили клетки человеческого жира в чашке Петри и в течение трех часов выдерживали их в плазме — жидкой части крови, взятой у добровольцев сразу после тренировки.

В плазме крови, полученной после спринтерского заезда, активность 1128 генов в клетках повысилась, а 549 — снизилась. В плазме крови тех же клеток, полученных после длительной поездки, в общей сложности изменилось 25 генов.

Эти гены определяют, как жировая клетка реагирует на гормоны, расщепляет топливо и определяет количество пищи вокруг.

Клетки в чашке Петри могут вести себя не так, как живой организм, поэтому команда исследователей проверила и настоящие ткани. Девять добровольцев пробежали тест на беговой дорожке до изнеможения и сдали небольшой образец абдоминального жира до и через три часа после теста. В этом образце было обнаружено изменение 2600 генов.

Последний вопрос заключался в том, связано ли все это с поддержанием здоровья. Для этого команда обратилась к UK Biobank, британскому исследовательскому проекту, который на протяжении десятилетий наблюдает за полумиллионом человек. Данные об уровне белка в крови имеются для 53 026 из них.

Среди белков, которые задействовались во время этих тренировок, 143 были связаны со снижением вероятности заболеваний в 14 широких категориях болезней.

Затем команда сузила список до ожирения, диабета 2 типа и связанных с ними метаболических расстройств. Результаты оказались однобокими. Тридцать три белка были связаны с более низким риском этих заболеваний. Спринт повлиял на 32 из них, а длительная велопрогулка — на три.

Более четверти этих белков также встречаются у пожилых людей в меньшем количестве, чем у молодых, что скорее намекает на старение, чем является его доказательством.

Ничто из этого не доказывает, что белки обеспечивают защиту, и исследователи это подтверждали. Возможно, у людей, регулярно занимающихся спортом, их изначально больше. Два из 33 белков были обнаружены в более высоких концентрациях у участников, которые оставались физически активными.

Всё это, однако, не делает длительную поездку бессмысленной, и Коэн всячески это подчеркивал. Он заявил, что более ранние исследования показали, что восемь недель высокоинтенсивных или умеренно интенсивных тренировок улучшают метаболическое здоровье.

«Хотя высокоинтенсивные упражнения, казалось бы, более эффективны с точки зрения затрат времени, оба вида тренировок могут способствовать улучшению общего состояния здоровья», — добавил он.

Таким образом, практическая сторона вопроса довольно узкая. Любой, у кого есть 90 минут и желание их использовать, не поступает неправильно, и короткие периоды времени не являются лазейкой.

У этих результатов всё ещё есть важные ограничения. Основная группа была сформирована на основе данных одного исследования, проведённого в Университете Виктории в Мельбурне; все участники были молодыми, здоровыми мужчинами, достаточно подготовленными, чтобы выдержать шесть забегов на пределе возможностей. Исследователи прямо заявили, что не могут сказать, ведёт ли себя кровь у женщин аналогичным образом.

Они также не могут сказать, откуда взялась большая часть этих мелких молекул и в какие органы они направлялись.

А длинный список белков — это список подозреваемых. Превратить один из них в общественно значимую идею означает показать, что его употребление само по себе приносит пользу организму.

«Это давняя проблема в области физиологии физических упражнений: как механически связать циркулирующий белок с системными метаболическими преимуществами?» — сказал Коэн.

В ответ он говорит, что именно здесь на помощь приходят животные модели. Выращивают один белок в организме животного, удаляют другой и смотрят, как на это реагирует организм.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний