5 اکتبر 2022- تمرینات ورزشی وسیله ای شناخته شده برای حفظ و بازیابی سلامتی است. با این حال، مکانیسم های مولکولی زیربنایی مزایای ورزش هنوز به طور کامل شناخته نشده است. مقاله ی جدید محققان مرکز دیابت جاسلین، که در ژورنال متابولیسم سلولی منتشر گردید، پاسخ فیزیولوژیکی پیچیده به ورزش را روشن نمود.

با بهره‌گیری از فناوری‌های تک سلولی اخیر و پیشرفت‌های زیست‌شناسی محاسباتی، تیمی به رهبری دکتر لوری جی گودیر، محقق ارشد فیزیولوژی و متابولیسم یکپارچه در مرکز دیابت جاسلین، همکاری خود را با یک آزمایشگاه زیست‌شناسی محاسباتی و فناوری هوش مصنوعی در ماساچوست به رهبری پرفسور Manolis Kellis، برای بررسی چگونگی واکنش سه بافت متابولیک به ورزش و چاقی ناشی از رژیم غذایی پرچرب در وضوح تک سلولی آغاز کرد. این تحقیق یک اطلس مرجع از تغییرات تک سلولی ناشی از ورزش و چاقی را در دو نوع مختلف از سلولهای چربی و عضله ارائه داد. محققان دریافتند که پاسخ‌های متضادی به ورزش و چاقی در هر سه بافت وجود دارد و مسیرهای مولکولی برجسته‌ای که توسط ورزش و چاقی تعدیل می شوند را مشخص نمودند.

دکتر گودیر که همچنین استاد پزشکی در دانشکده پزشکی هاروارد است، گفت: ورزش منظم یک مداخله ثابت برای پیشگیری و درمان چاقی و دیابت است و هدف ما ایجاد پایه ای برای درک تغییرات مولکولی و انواع سلولهایی است که واسطه ی اثرات سیستمیک ورزش و چاقی در بافت های مختلف بدن هستند. نتایج این مطالعه به عنوان یک منبع فوق‌العاده عمل می‌کند که می‌تواند به تحقیقات بسیار زیادی منجر شود- نه فقط در آزمایشگاه ما بلکه همچنین در آزمایشگاه‌های دیگر- که در نهایت می‌تواند به کشف گزینه‌های درمانی جدید برای چاقی و موارد دیگر بیماری های مزمن متابولیک منجر شود.

دکتر گودیر و همکارانش تحقیقات کنونی را بر روی دو نوع بافت چربی سفید و ماهیچه‌ ی اسکلتی از موش‌هایی که تمرین می کردند یا کم تحرک بودند، متمرکز کردند. این موشها با رژیم غذایی سالم یا رژیم غذایی پرچرب(HFD)-که شبیه به رژیم غذایی معمول غربی بود-، تغذیه می شدند. بدین ترتیب، این تحقیق بر روی چهار گروه از موش ها شامل گروه رژیم غذایی سالم/بی تحرک، گروه رژیم غذایی سالم/فعال، گروه رژیم غذایی پرچرب /بی تحرک وگروه رژیم غذایی پرچرب /فعال، انجام شد. رژیم غذایی به مدت شش هفته برای گروه ها اجرا شد و تمرینات ورزشی توسط موش‌ها با دسترسی آزاد به چرخ دویدن به مدت سه هفته انجام شد.

پس از سه هفته از مداخله ی ورزشی، بافت‌های حیوانات با توالی‌یابی RNA تک سلولی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند که داده‌های جدیدی را در اختیار محققان قرار داد. در میان برجسته‌ترین یافته‌ها، دانشمندان مشاهده کردند که ژن‌های ساختار خارج سلولی (ECM) و ریتم شبانه‌روزی با ورزش و چاقی در هر سه نوع بافت تنظیم می‌شوند. چاقی مسیرهای مرتبط با ECM را بیشتر فعال می کند، در حالی که ورزش آنها را کاهش می دهد. برعکس، ورزش مسیرهای مربوط به ریتم شبانه روزی را بیشتر فعال کرد و چاقی آنها را کاهش داد.

دکتر پاسکواله نیگرو، یکی از اعضای ارشد آزمایشگاه گودیر در جاسلین و استاد پزشکی در دانشکده پزشکی هاروارد، گفت: از نظر ریتم شبانه روزی، ما سلول های بسیار آرامی را دیدیم که از نظر متابولیکی در گروه رژیم غذایی پرچرب، فعال نبودند. ما متوجه شدیم که ورزش این وضعیت را معکوس می کند. به نظر می رسد که وقتی سیستم شبانه روزی بیشتر تحریک می شود، این سلول ها دوباره فعال می شوند.

دکتر ماریا واموینی، نویسنده اول این مقاله، و پزشک مرکز جاسلین و مدرس پزشکی در دانشکده پزشکی هاروارد، گفت: به عنوان یکی از مؤثرترین استراتژی‌ها برای حفظ بدن و ذهن سالم، به طور فزاینده‌ای مشخص شده است که ورزش باعث ایجاد سازگاری‌های بافتی خاص و مشترک در زمینه بسیاری از بیماری‌های دیگر فراتر از چاقی می‌شود. ما با ترکیب دانش خود به عنوان فیزیولوژیست با مهارت های زیست شناسی محاسباتی در آزمایشگاه Kellis درMIT، توانستیم یک اطلس تک سلولی با بیش از 200 هزار سلول و 53 نوع سلول مشروح ایجاد کنیم. این منبع این پتانسیل را دارد که به تیم تحقیقاتی ما و همچنین سایر محققان کمک کند تا تغییرات اساسی ناشی از ورزش را در مجموعه متنوعی از بیماری ها و زمینه های فیزیولوژیکی مانند سرطان و پیری آشکار کنند. این کار تیمی، الگوی برجسته ای از آنچه می باشد که می توانیم از طریق همکاری به دست آوریم.

منبع:

https://www.newswise.com/articles/exercise-and-obesity-have-opposite-impact-on-muscle-fat-tissues-researchers-demonstrate