Согласно исследованию TGen-ASU, опубликованному в Журнале прикладной физиологии, в течение многих лет ученые изучали влияние различных типов упражнений на человеческий организм, но никогда раньше на таком уровне молекулярной точности.«Мы надеемся использовать эти результаты в более точных рекомендациях по упражнениям в будущем, которые будут адаптированы для каждого человека не только на основе его физиологических потребностей, но и на основе его молекулярной реакции на упражнения», — сказал д-р Мэтт Хуэнтельман, профессор кафедры физкультуры. Отделение нейрогеномики TGen и один из старших авторов исследования.
Это исследование начинает характеризовать некоторые из молекулярных изменений, которые происходят в мышечной ткани после различных типов упражнений, в частности, упражнений с отягощениями (поднятие тяжестей) по сравнению с аэробными упражнениями (в данном исследовании — езда на велосипеде).Исследователи использовали передовую технологию — секвенирование полнотранскриптомной РНК — для выявления генов, на которые каждый тип упражнений повлиял уникальным образом. Образцы мышц были взяты у шести мужчин в возрасте 27-30 лет перед упражнениями и снова через 1 час и 4 часа после подъема тяжестей и езды на велосипеде.
В ходе исследования было обнаружено 48 уникальных генов после аэробных упражнений и 348 уникальных генов после подъема тяжестей, которые были «по-разному выражены», что означает, что упражнения сделали гены более или менее мощными, как тусклый переключатель на люстре.«Эти данные показывают, что различные упражнения вызывают уникальную молекулярную активность в скелетных мышцах», — сказал доктор Джаред Дикинсон, доцент Колледжа медицинских решений Университета штата Калифорния и ведущий автор исследования. «Эти результаты подтверждают необходимость дополнительных исследований, которые лучше определяют, как можно использовать стратегии упражнений для нацеливания на определенные молекулярные реакции в мышечной ткани, которые могут иметь значение для тех, кто страдает от аномалий в мышцах».
Лучше понимая уникальные молекулярные процессы, стимулируемые различными видами упражнений, исследователи надеются найти более эффективные способы укрепления здоровья мышц. Они также утверждают, что это исследование может привести к более эффективным упражнениям, направленным на патологии, связанные с определенными мышечными дисфункциями.Очень важным аспектом исследования было использование секвенирования РНК, которое обеспечило: более широкий диапазон анализа, особенно для генов, экспрессируемых на низких уровнях; повышенная специфичность; и способность идентифицировать новые гены, которые иначе не могли бы быть обнаружены с помощью меньших технологий.Исследование также показало, что аэробные упражнения увеличивают экспрессию одного конкретного гена, связанного с большей кислородной емкостью.
Ген ESRRG улучшает выносливость, улучшает развитие кровеносных сосудов, а также играет важную роль в улучшении функции митохондрий, электростанции клеток.Университет Среднего Запада и Университет Пердью также внесли свой вклад в это исследование — транскриптомный ответ скелетных мышц человека на различные раздражители физических упражнений — которое было опубликовано 15 марта в Журнале прикладной физиологии.
Это исследование профинансировали TGen, ASU и Университет Среднего Запада.