Jak cvičení zacvičí celým tělem – a s ženským tukem zřejmě jinak než s mužským. Vědci chtějí námahu využít k léčbě

Konsorcium MoTrPAC zahájilo už v roce 2016 experimenty na více než osmi stovkách laboratorních potkanů, kteří běhali pět dní v týdnu v otáčivém kole. Zvířatům vědci odebírali po jednom, dvou, třech, čtyřech a osmi týdnech tréninku vzorky krve a 18 tkání. Na těch pak provedli přibližně 10 tisíc typů velmi náročných analýz. Získali tak 15 milionů údajů, které porovnali s daty získanými stejným způsobem od lenošících potkanů. Ukázalo se například, že cvičení se silně promítá do aktivity nadledvin, produkujících pestrou paletu hormonů regulujících třeba imunitu, metabolismus nebo krevní tlak. Z reakce buněk lze vyvodit závěry o příčinách civilizačních chorob a otevřít tak nové cesty k jejich léčbě. 

Některé změny vyvolané cvičením se promítají do celého organismu. Patří k nim například zvýšená produkce tzv. proteinů teplotního šoku, které chrání buňky před poškozením při vysoké stresové zátěži. Jiné změny se omezí jen na určité orgány. Velmi zajímavé výsledky přineslo například vyšetření buněk jater. Ta se na cvičení přímo nepodílejí, ale námaha v nich mění produkci energie a její skladování. Tento objev přináší naději lidem trpícím hromaděním tuku v játrech při onemocnění známém jako nealkoholové ztukovatění jater. Čtvrtině obyvatel světa hrozí v jeho důsledku narušení detoxikace organismu a poškození zplodinami metabolismu či škodlivými látkami ze životního prostředí.  

Role pohlaví

Další část výsledků konsorcia MoTrPAC publikována ve vědeckém časopise Nature Metabolism odhaluje rozdíly v reakci na cvičení u samic a samců. Už před začátkem cvičení byla skladba tukové tkáně samic „zdravější“, a ta proto méně zatěžovala organismus. V reakci na cvičení se zvířata různého pohlaví lišila ve 20 tisících sledovaných molekulách. Nápadné byly změny v tukové tkáni. Cvičící samci spalovali tuk a hubli. Samicím sice na počátku experimentu rovněž ubývalo tuku, ale na konci pokusu ho měly v těle stejné množství jako na začátku. Na rozdíl od samic, které nebyly nuceny k pohybu, však netloustly. U obou pohlaví uvedlo cvičení tukovou tkáň do lepšího stavu – produkovala víc energie a vykazovala nižší úroveň zánětu. 

Otroci klávesnic? Vědci zjistili, proč jsou tužka nebo aspoň digitální pero nenahraditelné

31. 5. 2024 ▪ 2 min. čtení

„Potkani obou pohlaví mobilizovali po cvičení metabolismus, aby získali zpět ztracenou energii. Samci a samice si ale doplňovali energii různým způsobem. Samice nečerpaly tolik energie ze svých tukových rezerv. Nejspíš proto, že tuk nutně potřebují pro úspěšné rozmnožování,“ přibližuje rozdílné reakce pohlaví členka výzkumného týmu Gina Manyová z Pacific Northwest National Laboratory. 

Jak reaguje na cvičení lidský organismus, by měla odhalit běžící klinická studie na 1500 dobrovolnících různého věku, pohlaví, etnického původu a sportujících s různou intenzitou. Součástí tohoto výzkumu je i studium vlivu vytrvalostního a silového tréninku jak na děti, tak i na dospělé. Podobně jako výsledky studie na potkanech budou i údaje z klinické studie uloženy do veřejně přístupné databáze pro potřeby dalších vědeckých týmů.  

Cvičení v pilulce

Při pohledu na naše nejbližší zvířecí příbuzné z řad lidoopů se může zdát, že intenzivní pohyb odporuje naší přirozenosti. Šimpanzi, gorily i orangutani jasně upřednostňují odpočinek před většinou jiných životních aktivit. Přechod našich předků k obživě lovem zvěře a sběrem jedlých rostlin s sebou však přinesl potřebu zdolávat chůzí velké vzdálenosti, nosit těžké náklady a čas od času usilovně utíkat – to když pravěcí lidé prchali před šelmami nebo sami pronásledovali kořist. Podávali přitom úctyhodné výkony, o čemž svědčí zdatnost současných lovců a sběračů. Mexičtí Tarahumarové dokázali například vytrvalostním během uštvat jelena a Sanové z Kalahari lovili stejným způsobem antilopy kudu.

Lidský organismus se těmto nárokům po dlouhé generace přizpůsoboval, a proto nám dnes sedavý životní styl nesvědčí. A to navzdory skutečnosti, že při fyzické námaze vznikají ve svalech jako odpadní produkt nebezpečné volné kyslíkaté radikály schopné poškodit v buňkách životně důležité molekuly včetně dvojité šroubovice DNA. Evoluční adaptace zděděné po našich běhavých pravěkých předcích nás před vznikem větších škod spolehlivě ochrání. Námahou zvýšená produkce volných kyslíkatých radikálů nastartuje celou řadu obranných reakcí a lidské buňky jsou pak k negativním vlivům odolnější než při pasivním odpočinku. 

Namáhané svaly produkují řadu látek, pro něž vědci razí souhrnný název exerkiny. Patří k nim například interleukin-6, který v našem těle vystupuje ve dvou zcela odlišných rolích. Pokud jsme pasivní, spustí nám jeho zvýšená tvorba v tkáních zánětlivé reakce a procesy, jež mohou vyústit až v cukrovku druhého typu. Pokud je ale produkce interleukinu-6 zvýšená v důsledku fyzické námahy, potlačuje jak záněty, tak vznik dalších zdravotních poruch. 

Platí, že jakákoli fyzická aktivita je lepší než žádná, ale nejsilnější pozitivní účinky na zdraví lze vypozorovat po intenzivní, dlouhodobé fyzické námaze, například po vytrvalostním běhu nebo cyklistice. Někteří lidé však intenzivně sportovat nemohou a jejich organismus tím trpí. Pro ně hledají vědci „sport v pilulce“. Výzkum exerkinů si klade kromě jiného za cíl nalézt látky, které by v lidském těle imitovaly účinky cvičení a navodily tak přínosy fyzické námahy. Nebude to ale jednoduché, protože reakce lidského těla na cvičení je neuvěřitelně komplexní a k její imitaci zřejmě nebude jedna pilulka stačit.