Как упражненията помагат за предотвратяване на увреждането на ДНК и свързаните с възрастта съдови проблеми

Неотдавнашно проучване върху животни от изследователи от Катедрата по вътрешни болести в Университета на Юта в Солт Лейк Сити изследва ролята на увреждането на ДНК в кръвоносните съдове и стареещата сърдечно-съдова система.

Те открили, че увеличената физическа активност е свързана с намалено увреждане на ДНК в клетките, покриващи кръвоносните съдове. Това може да помогне да се обясни как упражненията дори по-късно в живота могат да намалят риска от атеросклероза.

Водени от д-р Джисук Лим, постдокторант в Университета на Юта, изследователите ще представят своите открития на Американската среща на върха по физиология - годишната среща на Американското физиологично дружество - в Лонг Бийч, Калифорния. Конференцията е от 4 до 7 април 2024 г.

Как упражненията защитават съдовото здраве с напредване на възрастта?

С напредване на възрастта рискът от сърдечно-съдови заболявания и други сърдечно-съдови проблеми се увеличава. Това обикновено се дължи на атеросклероза - натрупване на мастни вещества върху лигавицата на кръвоносните съдове.

С нарастването на тези плаки те стесняват кръвоносните съдове, увеличавайки риска от сърдечно-съдови събития като инфаркти или инсулти.

За щастие, физическите упражнения могат значително да намалят риска от атеросклероза. Дори упражненията при възрастни хора могат да забавят образуването на плаки и да подобрят сърдечно-съдовите резултати.

Разбирането точно как упражненията са полезни за сърдечно-съдовото здраве обаче се оказа по-трудно. Ново проучване се фокусира върху един вероятен механизъм: увреждане на ДНК.

Увреждане на ДНК и теломери: ключови фактори за стареенето

С напредване на възрастта, много аспекти на нашата физиология бавно губят функции. Част от този спад се дължи на увреждане на ДНК.

Увреждането на ДНК възниква по много причини и механизмите ни за възстановяване на ДНК стават по-склонни към грешки в напреднала възраст.

Експертите смятат, че увреждането на ДНК играе централна роля в процеса на стареене и изглежда играе важна роля във влошаването на състоянието на кръвоносните ни съдове с напредване на възрастта.

Теломерите са ДНК „капачки“ в краищата на хромозомите – те ги предпазват от заплитане и разнищване. Поради тази причина дължината на теломерите е индикатор за биологична възраст – по-късата дължина е свързана с много заболявания, свързани с възрастта, включително сърдечно-съдови заболявания.

Теломерите в клетките, покриващи кръвоносните съдове, са особено податливи на увреждане от сила, наречена „напрежение на срязване“.

„Колкото по-висока е скоростта на кръвния поток и колкото по-малък е диаметърът на артерията, толкова по-високо е напрежението на срязване“, обясни д-р Ян Малик, магистър по обществено здравеопазване, професор в Университетската болница в Прага, Чехия, който не е участвал в това проучване.

Въпреки че телата ни имат системи за справяне с този стрес, когато кръвоносните съдове са нарушени, кръвният поток е нарушен. Това нарушение увеличава триенето, изпитвано от клетките, покриващи кръвоносните съдове, което увеличава риска от атеросклероза.

Малик, който е публикувал статии по темата, ни каза, че „промените в напрежението на срязване са от решаващо значение за развитието на атеросклероза“.

Текущо проучване на Университета в Юта изследва дали упражненията могат да намалят сърдечно-съдовия риск чрез минимизиране на увреждането на ДНК и защита на теломерите.

По-високата физическа активност е свързана с по-малко увреждане на ДНК

Изследователи от Университета на Юта наблюдавали 15 мъжки мишки в продължение на 4 седмици в клетка с бягаща пътека. Те ги разделили в три категории в зависимост от разстоянието, което пробягвали всеки ден:

• Бърз
• Умерен бегач
• Ниско движение.

В края на изследването учените събрали тъкан от аортата на животните, кръвоносният съд, през който кръвта тече от сърцето. Те изследвали различни участъци от аортата, които са подложени на различни нива на напрежение на срязване.

По-специално, те се фокусираха върху два типа клетки:

• Ендотелни клетки, покриващи вътрешността на кръвоносните съдове;
• Гладкомускулни клетки на съдовете, намиращи се в стените на кръвоносните съдове.

След това те оцениха увреждането на ДНК на клетките и прецениха колко добре функционират техните теломери.

Техният анализ показа, че повишената физическа активност е свързана с по-малко увреждане на ДНК и подобрена функция на теломерите в ендотелните клетки, но не и в гладкомускулните клетки на съдовете.

Предишни изследвания също така показват, че съдовата гладка мускулатура не е увредена в същата степен, както ендотелните клетки, които са изправени пред пълната сила на кръвния поток.

Според резюмета на изследването, като цяло „количеството аеробни упражнения е обратно пропорционално на увреждането на ДНК и дисфункцията на теломерите“. Това означава, че животните, които са се упражнявали най-много, са имали най-малко увреждане и дисфункция.

Какво предоставя това проучване?

Това проучване допълва нарастващия брой доказателства, че упражненията могат да осигурят ползи за здравето, като предпазват от увреждане на ДНК и защитават функцията на теломерите.

„Чрез разкриване на различните реакции на аортните региони, изпитващи различни модели на кръвен поток и клетъчни типове към аеробни упражнения“, обясни Лим в прессъобщение, „това проучване ще осигури солидна основа за подробен и индивидуализиран подход към интервенциите за сърдечно-съдово здраве.“

Учените от известно време изучават връзката между упражненията и теломерите. Например, проучване от 2013 г. показа, че ултрамаратонците имат по-дълги теломери от здравите участници от контролната група.

Други проучвания също са открили връзка между физическата подготовка и дължината на теломерите.