Ana Sayfa Bilim Gündemi Bilim insanları egzersiz yapmanın hücresel düzeydeki etkilerini araştırıyorlar

Bilim insanları egzersiz yapmanın hücresel düzeydeki etkilerini araştırıyorlar

123

Çeviren: Ebru Oktay

Egzersizin sağlık açısından faydaları iyi biliniyor ancak yeni araştırmalar vücudun egzersize verdiği tepkinin önceden düşünülenden daha karmaşık ve kapsamlı olduğunu gösteriyor. Amerika Birleşik Devletleri’nde bilim insanlarından oluşan bir ekip, sıçanlar üzerinde yapılan bir araştırmada, fiziksel aktivitenin, hayvanlarda incelenen 19 organın tamamında birçok hücresel ve moleküler değişikliğe neden olduğunu belirledi. Çalışmayı Nature Dergisi’nde yayımladılar.

Egzersiz birçok hastalık riskini azaltır, ancak bilim adamları hâlâ egzersizin vücudu moleküler düzeyde nasıl değiştirdiğini tam olarak anlayamıyorlar. Çoğu çalışma tek bir organa, cinsiyete veya zaman noktasına odaklanıp yalnızca bir veya iki veri türünü içeriyor.

Ekip, hayvanlardan alınan kalp, beyin ve akciğerler gibi çeşitli dokuları inceledi. Sonuçta inceledikleri organların her birinin egzersizle değiştiğini, vücudun bağışıklık sisteminin düzenlemesine, strese tepki vermesine ve inflamatuar karaciğer hastalığı, kalp hastalığı ve doku hasarına bağlı yolakları kontrol etmesine yardımcı olduğunu buldular.

Veriler, insan sağlığına ilişkin potansiyel ipuçları sağlıyor; örneğin araştırmacılar, egzersiz sırasında karaciğerin neden daha az yağlı hale geldiğine dair olası bir açıklama buldular ki bu açıklama, alkolsüz yağlı karaciğer hastalığına yönelik yeni tedavilerin geliştirilmesine yardımcı olabilir.

Ekip, bulgularının ilerde egzersizi bireyin sağlık durumuna göre uyarlamak veya egzersiz yapamayan insanlar için fiziksel aktivitenin etkilerini taklit eden tedaviler geliştirmek için kullanılabileceğini umuyor. Egzersizin moleküler etkilerini takip etmek için insanlar üzerinde çalışmalar başladı bile.

2016 yılında başlatılan MoTrPAC, egzersizin sağlığa faydalarının altında yatan biyolojik süreçlere ışık tutmak için MIT Broad Institute ve Harvard, Stanford Üniversitesi, Ulusal Sağlık Enstitüleri ile diğer kurumlardan bilim insanlarını bir araya getiriyor.

Araştırmanın eş-kıdemli yazarlarından Steve Carr, “Üretilen devasa miktardaki yüksek kaliteli veriyi oluşturmak ve entegre etmek için, farklı bilimsel geçmişe sahip bir grup bilim insanı gerektiğini vurgularken;  “Bu, birden fazla farklı organda egzersizin etkilerini inceleyen ilk tüm organizma haritasıdır. Üretilen kaynak son derece değerlidir ve halihazırda daha ileri araştırmalar için potansiyel oluşturmaktadır” diyor.

Ekip, tüm hayvan verilerini çevrimiçi, halka açık bir depoda kullanıma sundu. Diğer bilim insanları bu siteyi, örneğin koşu bandında sekiz haftalık düzenli egzersiz sonrasında dişi sıçanların akciğerlerinde bol miktarda değişen proteinler veya erkek ve dişi sıçanların tüm organlarında egzersize verilen RNA tepkisi hakkında bilgi edinmek için kullanabilirler.

Tüm vücut analizi
Bu kadar geniş ve detaylı bir çalışmanın yapılması çok fazla planlama gerektiriyordu. Clary Clish’e göre bu çalışmaya katılan tüm laboratuvarların yapması gereken koordinasyon ihtiyacı olağanüstüydü.

Iowa Üniversitesi Carver Tıp Fakültesi’nden Sue Bodine ile ortaklaşa çalışan ve sekiz haftaya kadar süren bir eğitimin ardından hayvanlardan doku örnekleri toplayan MoTrPAC ekibinin diğer üyeleri, bu örneklerinekleri her laboratuvara eşit şekilde dağıtılması için bölüştürdü. Böylece örneğin Cash’ın ekibi proteinleri, Clish’in ekibi metabolitleri olmak üzere birbirinin neredeyse tıpatıp aynı örneklerde inceleyeceklerdi.

Carr’ın grubundaki Natalie Clark, “Birçok büyük ölçekli çalışma yalnızca bir veya iki veri türüne odaklanıyor. Fakat burada aynı dokular üzerinde çok sayıda farklı deneye sahibiz ve bu bize tüm bu farklı moleküler katmanların egzersiz tepkisine nasıl katkıda bulunduğuna dair küresel bir genel bakış sağladı” diyor.

Ekipler toplamda yaklaşık 10.000 analiz yaparak kan ve 18 katı doku üzerinde yaklaşık 15 milyon ölçüm gerçekleştirdi. Egzersizin binlerce molekülü etkilediğini, en büyük değişikliklerin ise bağışıklık, metabolizma ve kan basıncı gibi birçok önemli süreci düzenleyen hormonları üreten adrenal bezde meydana geldiğini buldular. Araştırmacılar, çeşitli organlarda, özellikle de zamanla bağışıklık tepkisine bağlı olarak cinsiyet farklılıklarını da ortaya çıkarabildi. Kadınlara özgü bağışıklık sinyali moleküllerinin çoğu, bir ilâ iki haftalık eğitim arasındaki seviyelerde değişiklikler gösterirken, erkeklerdekiler dört ila sekiz hafta arasında farklılıklar göstermişti.

Bazı yanıtlar cinsiyetler ve organlar arasında tutarlıydı. Örneğin araştırmacılar, strese tepki olarak hücreler tarafından üretilen ısı şoku proteinlerinin farklı dokularda aynı şekilde düzenlendiğini buldu. Ancak diğer bilgiler dokuya özgüydü. Carr’ın ekibi şaşırtıcı bir şekilde enerji üretiminde rol oynayan mitokondriyal proteinlerin asetilasyonunda ve enerji depolamasını düzenleyen fosforilasyon sinyalinde bir artış buldu. Her ikisi de karaciğer dokusunda egzersiz sırasında değişmişti. Bu değişikliklerin saptanması, egzersizle karaciğerin daha az yağlı olmasına ve hastalıklara daha az eğilimli olmasına yardımcı olabilir ve araştırmacılara, alkolsüz yağlı karaciğer hastalığının gelecekteki tedavileri için bir hedef verebilir gibi görünüyor.

Jean-Beltran, “Karaciğer doğrudan egzersizle ilgili olmasa da sağlığı iyileştirebilecek değişikliklere uğramaktadır. Hiç kimse karaciğerde bu asetilasyon ve fosforilasyon değişikliklerini egzersiz eğitiminden sonra göreceğimizi tahmin etmemişti. Bu, tüm bu farklı moleküler yöntemleri neden kullandığımızı vurguluyor. Egzersiz çok karmaşık bir süreç ve bu buzdağının sadece görünen kısmı” diyor.

Carr’ın grubundan Hasmik Keshishian, “İki veya üç kuşak araştırma görevlisi bu projede olgunlaştı ve bir çalışmayı dikkatli bir şekilde tasarlamanın ve örnekleri işlemenin ne anlama geldiğini öğrendi.  Şimdi çalışmalarımızın sonuçlarını görüyoruz: Bizim ve diğerlerinin ürettiği yüksek kaliteli verilerden elde edilen biyolojik açıdan aydınlatıcı bulgular gerçekten tatmin edici”diyor.

Bugün yayınlanan diğer MoTrPAC makaleleri, farklı dokulardaki yağ ve mitokondrinin egzersize verdiği tepkiye ilişkin daha derin incelemeleri içermektedir. Egzersizin genç yetişkin ve yaşlı sıçanlar üzerindeki etkilerini ve 30 dakikalık fiziksel aktivitenin kısa vadeli etkilerini incelemek için ek MoTrPAC çalışmaları devam etmektedir. Konsorsiyum aynı zamanda insan çalışmalarına da başladı ve çocuklarda ve yetişkinlerde hem dayanıklılık hem de direnç egzersizinin etkilerini incelemek üzere klinik bir araştırma için farklı yaş, cinsiyet, soy ve aktivite düzeylerinden yaklaşık 1.500 kişiyi gönüllü olarak kabul etmeye başladı.

 Kaynak:
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/05/240501125227.htm

Önceki İçerikAnormallik ihtiyacı
Sonraki İçerikYoğun kar yağışı ve yağmur bazı depremlerin oluşumunda etkili olabilir