Физическая активность делает сердце здоровым

Физическая активность делает сердце здоровым

Все знают, что физическая нагрузка улучшает обмен веществ и работу сердечно-сосудистой системы, но, к удивлению, ученые почти не знают о том, как физическая активность влияет непосредственно на сердце. Новое исследование, опубликованное в декабрьском номере журнала Cell (Клетка) издательства Cell Press, впервые демонстрирует процесс, происходящий на молекулярном уровне.

Исследования, проводимые на мышах, говорят о том, что физическая нагрузка запускает генетическую программу, которая заставляет сердце расти посредством деления клеток сердечной мышцы. Вероятно, изменение активности контролируется единственным фактором транскрипции (геном, контролирующим другие гены). Этот ген, известный как C/EBPb, играет важную роль в функционировании многих органов тела, но его влияние на сердце было выявлено впервые.

«Мы обнаружили процесс, вовлеченный в благотворную кардиальную гипертрофию — вид хорошего сердечного роста», — говорит Брюс Спиджелман из Медицинской школы Гарвардского университета. Результаты исследования могут иметь важное значение в клинической практике, особенно для людей, страдающих сердечной недостаточностью или другими заболеваниями, которые затрудняют или делают невозможным выполнение физических упражнений, говорят исследователи.

«Это — еще одна причина, почему следует поддерживать физическую активность. В долгосрочной перспективе, понимание процесса укрепления мышцы сердца с помощью физической нагрузки позволит нам применить результаты данного открытия у пациентов, которые не могут выполнять физические упражнения. Если бы появился способ модулировать этот процесс нужным образом, мы бы смогли разработать новые способы лечения», — говорит Энтони Розенцвейг из Медицинской школы Гарвардского университета.

«Возможно, существуют также способы оптимизировать режим тренировок таким образом, чтобы использовать этот естественный механизм более эффективно», — добавил Спиджелман.

Исследователи обнаружили, что сердечная мышца приспосабливается к повышенному давлению и объему, увеличиваясь в размере. Это происходит в момент выполнения физических упражнений, поскольку в это время она находится в «патологических» условиях, включая высокое кровяное давление. Если такие изменения сердца происходят вследствие заболевания, это может, в конечном счете, привести к сердечной недостаточности и аритмии.

В ходе нового исследования ученые хотели лучше понять эти различия, применяя методы, разработанные в лаборатории Спиджелмана, которые позволили им проанализировать изменения в экспрессии факторов транскрипции в сердце по всему геному у физически активных мышей и тех мышей, которым сузили аорту хирургическим путем, что ведет к патологическому увеличению размера сердца.

Исследователи обнаружили изменения в 175 факторах транскрипции у физически активных мышей и в 96 у мышей с суженой аортой. Важно отметить, что изменения продемонстрировали небольшое совпадение между двумя моделями животных. Например, по словам исследователей, 13 % генов с дифференциальной экспрессией после выполнения физических упражнений осуществляли свою роль в пролиферации клетки, по сравнению с менее 1 % у мышей с хирургическим вмешательством.

Затем исследователи сконцентрировали внимание на одном факторе транскрипции, C/EBPb, который понижается примерно в два раза при выполнении упражнений и за секунду снова вырастает. Исследования на животных, с культивированием клеток, показали, что снижение C/EPBb ведет к изменениям, которые, по всей вероятности, согласуются с теми изменениями, которые следуют за физическими упражнениями на выносливость, включая увеличение размера сердечной мышцы и пролиферацию. Мыши с более низким уровнем C/EPBb также смогли избежать синдрома сердечной недостаточности.

Это и есть ключевое открытие, учитывая тот факт, что до этого почти не было доказательств того, что увеличение размера сердца при выполнении упражнений имеет непосредственное преимущество, как говорят исследователи. Новое открытие также позволит проникнуть в биологическую суть потенциала сердца при регенерации мышц.

По мнению Розенцвейга, данное исследование является важным для будущих научных работ с целью изучения всех компонентов этого процесса и обеспечения более доказательных фактов того, физическая активность ведет к повышенному уровню пролиферации клеток в сердечной мышце.


Источник:
medicaldaily.com
Перевод:
Serdechno.ru