تشرح الخريطة الجزيئية لكامل الجسم لماذا تعتبر التمارين الرياضية مفيدة جدًا بالنسبة لك

لا تعمل التمارين الرياضية على تحسين قوة العضلات، وتحسين صحة القلب، وخفض مستويات السكر في الدم فحسب، بل أيضًا مجموعة من الفوائد الصحية الأخرى. ولكن كيف يؤدي الركض بانتظام على جهاز المشي، أو ركوب الدراجات فوق تلة شديدة الانحدار، أو المشي السريع في وقت الغداء إلى إنتاج مثل هذه المجموعة المذهلة من الفوائد الصحية؟

نحن أقرب إلى الإجابة على هذا السؤال بفضل دراسة جديدة وموسعة أجرتها كلية الطب بجامعة ستانفورد. أجرى الباحثون ما يقرب من 10000 قياس لما يقرب من 20 نوعًا من الأنسجة لفحص آثار ثمانية أسابيع من تمارين التحمل لدى فئران المختبر التي تم تدريبها على الجري على أجهزة المشي بحجم القوارض.

تسلط النتائج التي توصلوا إليها الضوء على التأثيرات الهائلة للتمارين الرياضية على الجهاز المناعي، والاستجابة للتوتر، وإنتاج الطاقة، والتمثيل الغذائي. ووجدوا روابط مهمة بين التمارين الرياضية والجزيئات والجينات المعروفة بالفعل بأنها تلعب دورًا في مجموعة متنوعة من الأمراض التي تصيب الإنسان وإصلاح الأنسجة.

تعد هذه الدراسة واحدة من سلسلة من الأبحاث التي نشرها أعضاء فريق بحث متعدد التخصصات في الأول من مايو، وتهدف إلى وضع الأساس لفهم كيفية استجابة أنسجتنا وخلايانا للتمرين - على مستوى الجسم بالكامل وعلى المستوى الجزيئي. ص>

"نعلم جميعًا أن التمارين الرياضية مفيدة لنا"، كما يقول أستاذ علم الأمراض ستيفن مونتغمري، دكتوراه. "لكننا لا نعرف سوى القليل عن الإشارات الجزيئية التي تحدث في جميع أنحاء الجسم عندما يمارس الناس الرياضة، أو كيف يمكن أن تتغير مع ممارسة الرياضة. دراستنا هي الأولى التي تنظر في التغيرات الجزيئية على نطاق الجسم كله، من البروتينات إلى الجينات والمستقلبات والدهون وإنتاج الطاقة. هذا هو التوصيف الأكثر شمولاً لتأثيرات التمارين الرياضية حتى الآن، وهو ينشئ خريطة مهمة لكيفية تغيير التمارين الرياضية للجسم."

مونتغمري، وهو أيضًا أستاذ علم الوراثة وعلوم البيانات الطبية الحيوية، هو مؤلف رئيسي للورقة البحثية المنشورة في Nature.

عرض منسق للتمرين

يعد الباحثون المشاركون في الدراسة والمنشورات المتزامنة الأخرى جزءًا من مجموعة وطنية تسمى اتحاد محولات الطاقة الجزيئية للنشاط البدني، أو MoTrPAC، التي تنظمها المعاهد الوطنية للصحة. تم إطلاق هذه المبادرة في عام 2015 لدراسة بالتفصيل كيف تعمل التمارين الرياضية على تحسين الصحة والوقاية من الأمراض.

قام فريق الطب بجامعة ستانفورد بمعظم أعمال الرفع الثقيلة، حيث قام بدراسة آثار ثمانية أسابيع من التدريب على التحمل على التعبير عن الجينات (النسخة النصية)، والبروتينات (البروتينية)، والدهون (الدهون)، والأيضات (الأيضات)، والنمط العلامات الكيميائية الموضوعة على الحمض النووي (الإبيجينوم)، والجهاز المناعي، وما إلى ذلك.

أجروا 9466 تحليلًا عبر أنسجة متعددة من الفئران التي تم تدريبها على الجري لمسافات متزايدة وقارنوا النتائج مع نتائج الفئران التي استرخت في أقفاصها. لقد أولوا اهتمامًا خاصًا لعضلات الساق والقلب والكبد والكلى والأنسجة الدهنية البيضاء (نوع من الدهون التي تتراكم مع زيادة الوزن)؛ وتشمل الأنسجة الأخرى الرئتين والدماغ والأنسجة الدهنية البنية (نوع من الدهون أكثر نشاطًا في التمثيل الغذائي ويساعد على حرق السعرات الحرارية).

أدى الجمع بين المقايسات المتعددة وأنواع الأنسجة إلى نتائج تصل إلى مئات الآلاف من التغيرات غير اللاجينية وأكثر من مليوني تغير مختلف في اللاجينوم. ستبقي هذه النتائج العلماء مشغولين لسنوات قادمة.

على الرغم من أن هذه الدراسة عملت في المقام الأول على إنشاء قاعدة بيانات للتحليل المستقبلي، فقد ظهرت بالفعل بعض النتائج المثيرة للاهتمام. أولاً، لاحظوا أن التعبير عن 22 جينًا يتغير مع ممارسة التمارين الرياضية في جميع الأنسجة الستة التي ركزوا عليها.

شاركت العديد من هذه الجينات في ما يسمى بمسارات الصدمة الحرارية، والتي تعمل على تثبيت بنية البروتين عندما تتعرض الخلايا للإجهاد، بما في ذلك التغيرات في درجة الحرارة أو العدوى أو إعادة تشكيل الأنسجة. وقد تورطت جينات أخرى في مسارات تؤدي إلى خفض ضغط الدم وزيادة حساسية الجسم للأنسولين، مما يؤدي إلى خفض نسبة السكر في الدم.

لاحظ الباحثون أيضًا أن التعبير عن العديد من الجينات المرتبطة بمرض السكري من النوع 2 وأمراض القلب والسمنة وأمراض الكلى انخفض لدى الفئران التي مارست الرياضة مقارنة بنظرائها الذين لا يمارسون الرياضة، مما يشير بوضوح إلى وجود صلة بين أبحاثهم وصحة الإنسان.

/ ع>

الاختلافات بين الجنسين

وأخيرًا، وجدوا اختلافات بين الجنسين في كيفية استجابة الأنسجة المختلفة لدى ذكور وإناث الفئران لممارسة الرياضة. فقدت ذكور الجرذان حوالي 5% من دهونها بعد ثمانية أسابيع من التمارين الرياضية، بينما لم تفقد إناث الجرذان كمية كبيرة من الدهون. (ومع ذلك، فقد حافظوا على النسبة الأولية للدهون في الجسم، في حين اكتسبت الإناث اللادنات 4% من الدهون الإضافية في الجسم على مدار الدراسة.)

ولكن لوحظ الاختلاف الأكبر في التعبير الجيني في الغدد الكظرية لدى الجرذان. وبعد أسبوع، زادت الجينات المرتبطة بإنتاج هرمونات الستيرويد مثل الأدرينالين وإنتاج الطاقة لدى ذكور الجرذان ولكنها انخفضت لدى إناث الجرذان.

على الرغم من هذه الارتباطات المبكرة والمغرية، يحذر الباحثون من أن علم التمارين الرياضية ما زال بعيدًا عن الاكتمال. بل هذه مجرد البداية. لكن المستقبل يبدو واعدا.

وقال مونتغمري: "على المدى الطويل، من غير المرجح أن نجد تدخلا سحريا واحدا من شأنه أن يكرر كل ما يمكن أن تفعله التمارين الرياضية لشخص ما". "لكن يمكننا أن نقترب أكثر من فكرة التمارين الدقيقة - توصيات مصممة خصيصًا بناءً على جينات الشخص أو جنسه أو عمره أو الحالات الطبية الأخرى لتحقيق استجابات مفيدة للجسم بالكامل."