Как упражнения могут помочь предотвратить повреждение ДНК и возрастные проблемы с сосудами

Как физические упражнения защищают здоровье сосудов с возрастом?

С возрастом риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний и других сердечно-сосудистых проблем возрастает. Обычно это происходит из-за атеросклероза — накопления жировых веществ на слизистой оболочке кровеносных сосудов.

По мере роста этих бляшек они сужают сосуды, увеличивая риск сердечно-сосудистых событий, таких как сердечные приступы или инсульты.

К счастью, физические упражнения могут значительно снизить риск атеросклероза. Даже физические упражнения в пожилом возрасте могут замедлить образование бляшек и улучшить сердечно-сосудистые исходы.

Однако понять, как именно физические упражнения приносят пользу здоровью сердечно-сосудистой системы, оказалось сложнее. Новое исследование сосредоточено на одном из вероятных механизмов: повреждении ДНК.

Повреждение ДНК и теломеры: ключевые игроки в старении

С возрастом происходит медленная потеря функций во многих аспектах нашей физиологии. Частично это снижение связано с повреждением ДНК.

Повреждение ДНК происходит по многим причинам, и наши Механизмы репарации ДНК стать более склонным к ошибкам в дальнейшей жизни.

Эксперты считают повреждение ДНК центральное место в процессе старенияи, по-видимому, он играет важную роль в ухудшении здоровья наших кровеносных сосудов с возрастом.

Теломеры представляют собой «колпачки» ДНК на концах хромосом — они защищают их от спутывания и перетирания. По этой причине длина теломер является индикатором биологического возраста, а более короткая длина связана со многими возрастными заболеваниями, включая сердечно-сосудистые заболевания.

Теломеры в клетках, выстилающих кровеносные сосуды, особенно чувствительны к повреждению силой, называемой «напряжением сдвига».

«Чем выше скорость крови и меньше диаметр артерии, тем выше напряжение сдвига», — объяснил Ян Малик, доктор медицинских наук, профессор Университетской больницы общего профиля в Праге, Чешская Республика, не участвовавший в этом исследовании, в интервью изданию Медицинские новости сегодня.

Хотя в нашем организме есть системы, способные справиться с этим стрессом, при нарушениях в работе кровеносных сосудов кровоток нарушается. Это нарушение увеличивает трение, испытываемое клетками, выстилающими кровеносные сосуды, что повышает риск атеросклероза.

Малик, опубликовавший статьи по этой теме, рассказал нам, что «изменения напряжения сдвига имеют решающее значение для развития атеросклероза».

Текущее исследование Университета Юты изучало, могут ли физические упражнения снизить сердечно-сосудистый риск за счет минимизации повреждения ДНК и защиты теломер.

Более высокая физическая активность связана с меньшим повреждением ДНК

Ученые из Университета Юты наблюдали за 15 мышами-самцами в течение 4 недель в клетке с беговым колесом. Они распределили их по трем категориям в зависимости от того, какое расстояние они пробегали каждый день:

1. быстрый
2. умеренно бегущий
3. малоходовой.

В конце исследования ученые собрали ткань из аорты животных — кровеносного сосуда, по которому кровь течет от сердца. Они изучили различные участки аорты, которые подвергаются разным уровням напряжения сдвига.

В частности, они сосредоточились на двух типах клеток:

• эндотелиальные клетки, выстилающие внутреннюю часть кровеносных сосудов.
• гладкомышечные клетки сосудов, находящиеся в стенках кровеносных сосудов.

Затем они оценили повреждение ДНК клеток и оценили, насколько хорошо функционируют их теломеры.

Их анализ показал, что повышенная физическая активность связана с меньшим повреждением ДНК и улучшением функции теломер в эндотелиальных клетках, но не в гладкомышечных клетках сосудов.

Предыдущие исследования также показали, что гладкие мышцы сосудов не повреждаются в такой степени, как эндотелиальные клетки, которые сталкиваются с полной силой кровотока.

Согласно тезисам конференции, в целом «объем аэробных упражнений обратно пропорционален повреждению ДНК и дисфункции теломер». Это означает, что животные, которые больше всего тренировались, имели наименьшее количество повреждений и дисфункций.

Что дает это исследование?

Это исследование дополняет растущее количество доказательств того, что физические упражнения могут принести пользу здоровью, защищая от повреждения ДНК и защищая функцию теломер.

«Выявив различные реакции областей аорты, испытывающих различные схемы кровотока и типы клеток, на аэробные упражнения», — объяснил Лим в пресс-релизе, — «это исследование обеспечит прочную основу для детального и индивидуального подхода к вмешательствам в отношении здоровья сердечно-сосудистой системы».

Ученые уже некоторое время изучают взаимосвязь между физическими упражнениями и теломерами. Например, исследование 2013 года обнаружили, что у ультрамарафонцев теломеры были длиннее, чем у здоровых участников контрольной группы.

Другие исследования также выявили связь между физической подготовкой и длиной теломер.

Исследование не учитывало половые различия

Хотя исследование дало интересные результаты, оно также имело значительные ограничения. Прежде всего, оно проводилось всего на 15 мышах. Хотя исследования на животных являются жизненно важной частью научного процесса, мы должны быть осторожны при экстраполяции результатов с мышей на людей.

МНТ побеседовал с Егором Егоровым, доктором биологических наук, профессором Института молекулярной биологии им. Энгельгардта в Москве, Россия. Он объяснил, что, хотя модель на мышах полезна, атеросклероз возникает у различные части сосудистой сети человека и мышей.

Точно так же он сказал нам, что «биология теломер мышей сильно отличается от человеческой».

Другая проблема заключается в том, как исследователи классифицировали мышей: они разделили мышей на три группы в зависимости от того, насколько много или мало они тренировались добровольно.

Возможно, между этими мышами существовали физиологические различия, которые объясняют их разные уровни активности.

Как пояснил Егоров, «непонятно, что первично: исходное хорошее состояние мышей, позволяющее им много бегать и (видимо) получать от этого удовольствие, или влияние бега на здоровье».

Кроме того, они использовали только мышей-самцов. В людях, некоторые исследования предполагает, что женщины имеют меньший риск сердечно-сосудистых заболеваний до наступления менопаузы. Таким образом, исследования на самках животных могут дать разные результаты.

Стоит также отметить, что это исследование еще не прошло рецензирование и не было опубликовано в специализированном журнале. Егоров отметил определенные противоречия в аннотации исследования и «для правильной оценки» исследования хотел бы прочитать полную статью.

Однако в целом Малик рассказал МНТ что «это исследование вносит новый камешек в мозаику нашего понимания атеросклероза и других (болезней цивилизации)».