Бурый жир стайера

Изменения обмена веществ у бегунов были проверены экспериментально.
Фото Reuters

Не так давно исследователи установили, что у тибетцев, живущих на четырехкилометровой высоте в условиях кислородного голодания, внутренний просвет сосудов больше, чем у жителей долин. Увеличение просвета регулируется окисью азота. (Именно на этом, кстати, основано действие виагры.) Но вполне возможно, что расширение сосудов может иметь и несколько иную молекулярную природу, о чем свидетельствуют результаты исследования, проведенного сотрудниками Массачусетского Генерального госпиталя в Бостоне.

Ученые исходили из того факта, что физические упражнения сдвигают гомеостаз обмена веществ и это приводит к изменению уровней около двух сотен важных метаболитов. Для мониторинга молекулярных сдвигов была использована масс-спектрометрия, с помощью которой были определены метаболические профили 70 человек после 10-минутной пробежки на тренажере. В общей сложности было отмечено существенное увеличение выработки примерно двадцати веществ, которое ученые связали с подъемом потребления кислорода.

Среди испытуемых были и участники Бостонского марафона, закончившие его в пределах четырех часов. Для полноты анализа были также использованы результаты 302 человек, принявших участие в исследованиях кардиологов.

Наибольшему изменению во всех случаях подверглись два достаточно простых соединения, а именно глицерин и глютамин. Последний является мощным стимулятором нейронной активности в мозге. А уровень глицерина отражает скорость распада жиров, что является хорошим индикатором физической готовности организма. Известно также, что глицерина относительно мало у сердечников, у которых его снижение свидетельствует об ишемии миокарда, то есть о недостаточном снабжении сердечной мышцы кислородом.

Интерес к обмену веществ у бегунов подстегнуло открытие того факта, что физические упражнения приводят к увеличению активности гена, отвечающего за синтез белка NUR, расшифровки аббревиатуры которого авторы не дали. Но это не так уж и важно, поскольку известно, что этот протеин является регулятором работы генов, отвечающих за утилизацию мышечными клетками глюкозы и липидов.

Изменения обмена веществ у бегунов были проверены экспериментально на мышечных клетках культуры, которым «скармливали» глицерин, никотинамид, глюкозо-6-фосфат и пантотеновую кислоту. Чтобы справиться с метаболическими нагрузками клетки, резко увеличили синтез белка NUR, что, как говорится, и требовалось доказать. Естественно, что молекулярных биологов интересовали в первую очередь не бегуны как таковые, а сердечники, то есть пациенты и люди, у которых не все ладно с их «мотором». Ученые полагают, что метаболические профили, полученные у людей, подвергшихся физической нагрузке, – прекрасные индикаторы физического состояния организма.

В то же время данные профилей плазмы крови отражают подверженность людей сердечно-сосудистым заболеваниям задолго до проявления первых симптомов самих заболеваний. Простота получения профилей плазмы крови делает их весьма удобными индикаторами состояния человека и дает врачу удобный инструмент достаточно дешевого мониторинга, а также определения необходимых физических нагрузок соответственно возрасту.

Что же касается спортсменов, то данное исследование открывает перспективу более углубленного изучения молекулярных путей, модулирование которых даст возможность резко стимулировать эффективность тренировок на качественно ином уровне. Вспомним шерпа, который провел белого альпиниста на вершину Джомолунгмы.

Сегодня мы знаем, что изменения обмена веществ направлены на энергоснабжение клеток. Ученые Ракового центра в Гейдельберге доказали, что поддержание энергетического баланса у мышей регулируется ферментом циклооксигеназой-2 (СОХ-2). Оказалось, однако, что СОХ-2 отвечает и за возникновение клеток бурого жира. Это вещество известно тем, что его клетки весьма энергично сжигают жиры, генерируя большие количества тепла. У мышей повышенные количества СОХ-2 защищают их от развития атеросклероза и ожирения в условиях высококалорийной диеты.