Wzmocnij odporność na COVID za pomocą ćwiczeń

Według dr. Mercoli

Ćwiczenia fizyczne mają znacznie większe znaczenie dla organizmu niż tylko przyspieszenie akcji serca i zwiększenie wysiłku. Aktywność fizyczna prowadzi do ogólnoustrojowej odpowiedzi molekularnej w organizmie, w tym do zmian markerów zapalnych i szlaków metabolicznych.

To pozwala wyjaśnić, dlaczego bycie w ruchu wiąże się z tak wieloma korzyściami dla zdrowia fizycznego i psychicznego – od wzmocnienia układu odpornościowego po ochronę funkcji poznawczych.

Krótko mówiąc, organizm człowieka jest przystosowany do ćwiczeń i dobrze się dzięki nim rozwija. Jeśli nadal istnieją wątpliwości co do znaczenia aktywności fizycznej, naukowcy z Uniwersytetu Stanforda ujawnili, że jedna sesja ćwiczeń prowadzi do zmian w niezwykłej liczbie 9 815 cząsteczek we krwi.

„Omika” ujawnia imponującą molekularną choreografię aktywowaną przez ćwiczenia

Termin „omika” jest używany w dziedzinie nauk biologicznych do opisania badań dużych zestawów cząsteczek biologicznych. Na przykład, proteomika odnosi się do badania białek w komórce, podczas gdy metabolomika odnosi się do cząsteczek we krwi, które wpływają na metabolizm, a genomika bada cząsteczki związane z ekspresją genów.

Chociaż we wcześniejszych badaniach, analizowano wpływ ćwiczeń na określone obszary, takie jak metabolomika, badanie przytoczone w tym artykule, opublikowane w Cell, posunęło się o krok dalej.

„Przeprowadziliśmy wieloogniskowe profilowanie plazmatycznych i jednojądrzastych komórek krwi obwodowej, w tym metabolomu, lipidomu, immunomu, proteomu i transkryptomu od 36 dobrze scharakteryzowanych ochotników, przed i po kontrolowanym wysiłku fizycznym” – napisali naukowcy.

Innymi słowy, w najbardziej wszechstronnym badaniu molekularnych dotyczącym zmian zachodzących w organizmie w wyniku ćwiczeń, zapewniającm niespotykany wgląd w szczegóły reakcji fizjologicznej organizmu, wykazano, że zachodzi „zorganizowana choreografia procesów biologicznych”, w tym procesy dotyczące:

• Metabolizmu energetycznego
• Stresu oksydacyjnego
• Zapalenia
• Naprawy tkanek
• Reakcji na czynnik wzrostu

W badaniu udział wzięło 36 osób w wieku od 40 do 75 lat, z różnym poziomem sprawności i zdrowia, w tym osoby z insulinoopornością. Ochotnicy ukończyli test wytrzymałości na bieżni trwający około 8–12 minut. Krew pobrano przed sesją i dwie minuty po niej, a także 15, 30 i 60 minut później.

Próbki krwi pobrano również przed okresem odpoczynku i po nim, aby służyły jako kontrola. „Wszyscy wiedzą, że ćwiczenia są dobre dla zdrowia, ale tak naprawdę nie wiemy, jakie zmiany molekularne za to odpowiadają” – powiedział Michael Snyder, profesor i kierownik katedry genetyki na Uniwersytecie Stanforda. „Naszym celem od samego początku było przeprowadzenie bardzo kompleksowej analizy tego, co dzieje się w organizmie tuż po treningu”.

Ogółem przeanalizowano 17 662 cząsteczek. Wykazano, że w odpowiedzi na ćwiczenia zmienił się poziom 9 815 cząsteczek – wzrósł lub spadł. W przypadku niektórych cząsteczek poziom gwałtownie wzrósł bezpośrednio po wysiłku, a następnie szybko spadł, podczas gdy poziom innych cząsteczek pozostawał podwyższony przez godzinę. „To było jak symfonia” – powiedział Snyder w wywiadzie dla The New York Times. „Najpierw instrumenty dęte, potem strunowe, a następnie wszystkie sekcje zostają połączone.”

Zmiany molekularne zależały od czasu i stanu zdrowia

Intrygującym odkryciem było to, jak różne były zmiany metaboliczne u poszczególnych osób w zależności od ich stanu zdrowia, szczególnie w odniesieniu do insulinooporności, która odgrywa istotną rolę w rozwoju praktycznie wszystkich chorób przewlekłych. U osób z insulinoopornością odnotowano zmniejszoną odpowiedź zapalną, a po wysiłku zaobserwowano stłumioną odpowiedź immunologiczną.

Istotne różnice wynikały również z czasu pobrania krwi, a naukowcy opisali „intensywny przypływ aktywności molekularnej” w organizmie w ciągu pierwszych dwóch minut po wysiłku. W pierwszych minutach po wysiłku gwałtownie wzrósł poziom molekularnych markerów stanu zapalnego, gojenia się tkanek i stresu oksydacyjnego, który jest produktem ubocznym metabolizmu.

Ponadto, w ciągu pierwszych kilku minut poziom markerów molekularnych sugerował, że organizm ma tendencję do metabolizowania aminokwasów w celu uzyskania energii, ale około 15 minut po treningu przechodzi na glukozę. „Organizm rozkłada glikogen [formę, w jakiej magazynowana jest glukoza] w ramach odpowiedzi na regenerację powysiłkową, dlatego obserwujemy to nieco później” – powiedział Snyder.

Czy badanie krwi może ujawnić poziom sprawności?

Stwierdzono silną korelację między zestawem cząsteczek a poziomem wydolności tlenowej danej osoby, co skłoniło naukowców do zasugerowania, że możliwe jest zastosowanie badania krwi do monitorowania poziomu sprawności.

U osób, które osiągnęły lepsze wyniki w teście wytrzymałości na bieżni, który mierzył V02 (miara zdolności organizmu do transportu i używania tlenu, wskaźnik sprawności aerobowej), tysiące cząsteczek były skorelowane z poziomem wydolności aerobowej.

Obejmuje to cząsteczki służące jako markery odporności, metabolizmu i aktywności mięśni. „W tym momencie nie do końca rozumiemy związek między niektórymi z tych markerów i ich powiązaniem z lepszą kondycją” – powiedział Snyder. Takie profilowanie molekularne jest zbyt drogie i obszerne, aby lekarze mogli je obecnie stosować w klinikach.

Jednak wykonując dalsze badania, być może uda się wykryć, które biomarkery są najbardziej przydatne do określenia poziomu sprawności, opierając się na tych, które są najbardziej skorelowane ze szczytowymi wynikami VO2.

„Zrodził się pomysł, aby opracować test pozwalający przewidzieć czyjś poziom sprawności” – powiedział dr Kévin Contrepois, dyrektor metabolomiki i lipidomiki w Departamencie Genetyki Stanforda. „Sprawność aerobowa jest jedną z najlepszych miar długowieczności, więc proste badanie krwi, które może dostarczyć tych informacji, byłoby cenne dla osobistego monitorowania stanu zdrowia”.

Chociaż istnieją inne testy sprawności, takie jak np. siła chwytu, mogą się one wiązać z ryzykiem zawału serca i udaru mózgu – badanie krwi pozwalające sprawdzić kondycję pozwoliłoby monitorować wpływ zmian w rutynie ćwiczeń i regulować ją.

Wydłuż swoje życie w zaledwie kilka minut dziennie

Wyniki przedstawionego badania są imponujące, częściowo ze względu na ogrom zmian wywołanych tylko przez jedną krótką sesję ćwiczeń. „Myślałem: to tylko około dziewięciu minut ćwiczeń – co się może zmienić?” – powiedział Snyder. „Jak się okazało – dużo”.

Jeśli chodzi o zdrowie, aktywność fizyczna jest jednym z najskuteczniejszych sposobów wykorzystania czasu. Biochemiczne zmiany wywoływane przez ćwiczenia są dobrze ugruntowane i mogą wpływać na następujące czynniki, w tym na ryzyko raka:

Badania wykazały również, że ćwiczenia wykonywane przez 15 minut dziennie lub średnio 92 minuty tygodniowo obniżają śmiertelność ogólną o 14% i wydłużają życie o 3 lata w porównaniu do braku aktywności. Dotyczyło to nawet osób z czynnikami ryzyka chorób sercowo-naczyniowych. Każde dodatkowe 15 minut codziennych ćwiczeń zmniejszało śmiertelność z jakiejkolwiek przyczyny o kolejne 4%.

Z drugiej strony osoby nieaktywne miały o 17% większe ryzyko śmiertelności, nawet w porównaniu z osobami, które ćwiczyły zaledwie 15 minut dziennie. Oznacza to, że nie musisz biegać przez dwie godziny na bieżni lub ćwiczyć długo na siłowni, aby uzyskać znaczące wyniki – korzystne zmiany następują w znacznie krótszym czasie. Naukowcy wciąż określają zakres tych zmian – gdy obejmują 9 815 cząsteczek, można powiedzieć, że są znaczące.

Brak czasu jest jedną z najczęstszych wymówek dla braku aktywności, ale zmiany w opisywanym badaniu nastąpiły po około 10 minutach. Inne badania wykazały korzyści z ćwiczeń po zaledwie siedmiu minutach umiarkowanej intensywności, w tym poprawę siły mięśni, wytrzymałości i wydolności tlenowej.

Poniżej opisano przykładowy trening obwodowy opracowany przez Bretta Klikę – trenera w Human Performance Institute w Orlando na Florydzie – i Chrisa Jordana – dyrektora w Human Performance Institute.

Każde ćwiczenie jest wykonywane przez około 30 sekund z 10 sekundami przerwy na zmianę pozycji. Daje to w przybliżeniu siedmiominutowy trening, który można powtórzyć w całości dwa lub trzy razy. Ćwiczenia należy wykonywać w podanej kolejności, ponieważ są one dobrane tak, aby umożliwić przeciwnym grupom mięśniowym przełączanie się między odpoczynkiem a pracą. Możesz wykonać te ćwiczenia, nawet jeśli jesteś w domu i nie masz zbyt wiele czasu.

1. Pajacyki (całe ciało)
2. Krzesełko (dolna część ciała)
3. Pompki (górna część ciała)
4. Brzuszki (mięśnie brzucha)
5. Wchodzenie na krzesło (całe ciało)
6. Przysiady (dolna część ciała)
7. Pompki szwedzkie (triceps, górna część ciała)
8. Deska (mięśnie posturalne)
9. Bieganie w miejscu z podnoszeniem kolan (całe ciało)
10. Wykroki (dolna część ciała)
11. Pompki z rotacją (górna część ciała)
12. Deska boczna (mięśnie posturalne)

Nowa era nauki o ćwiczeniach

W miarę postępów badań nad tym, w jaki sposób biologia molekularna krzyżuje się z fizjologią ćwiczeń, nastąpią ekscytujące postępy w zrozumieniu, dlaczego ćwiczenia są kluczowe dla zdrowia ludzkiego. Nauka o ćwiczeniach wkroczyła w nową erę, a korzystając z metabolomiki i innych technologii omicznych. Naukowcy prawdopodobnie będą w stanie zastosować bardziej spersonalizowane interwencje, zamiast ogólnych zaleceń, takich jak „ćwicz co najmniej 150 minut tygodniowo”.

Już teraz bardziej wyspecjalizowane techniki, takie jak trening z chwilowym ograniczeniem przepływu krwi (BFR), są stosowane przez NFL i inne duże profesjonalne organizacje sportowe w celu regeneracji i rehabilitacji. Trening BFR poprawia siłę i buduje mięśnie przy użyciu bardzo lekkich ciężarów, a metabolicznie zmniejsza ryzyko sarkopenii i większości innych chorób związanych z wiekiem, dzięki czemu jest szczególnie przydatny dla osób starszych.

Inne rodzaje ćwiczeń, takie jak joga, z unikalnym połączeniem ruchu, oddechu i medytacji, mogą być szczególnie korzystne dla funkcji mózgu, podczas gdy inne ćwiczenia, takie jak martwy ciąg, również mają swoje zalety.

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda kontynuują swoje badania i planują ustalić, czy dane molekularne mogłyby zostać wykorzystane do ustalenia, które rodzaje ćwiczeń są najlepsze dla poszczególnych osób. Niektóre osoby mogą mieć wyższą wytrzymałość tlenową, natomiast inne mogą mieć profil molekularny, który może faworyzować inny rodzaj treningu.

Obecnie takie zindywidualizowane podejście nie jest dostępne, dlatego ważnym przesłaniem do zapamiętania jest to, jak ogromny wpływ ćwiczenia wywierają na organizm. Ważne jest, aby skorzystać z ich ogromnego potencjału poprawiającego zdrowie i sprawienie, by aktywność fizyczna stała się regularną częścią Twojego życia.