О пользе физических нагрузок знают все. Время, проведенное на беговой дорожке, может уменьшить наш риск развития диабета, рака и сердечно-сосудистых болезней. Новое исследование показывает, что упражнения помогают клеткам избавиться от клеточной мусора, ненужных белков и произвести больше энергии.
То есть, физические нагрузки ускоряют процесс аутофагии, что может объяснить развитие метаболических расстройств при малоподвижном образе жизни.
Бет Левин из Техасского Юго-западного медицинского центра занимается изучением аутофагии более десяти лет. Она заключается в захвате клеточного мусора мембранами и слияние его с лизосомами, которые содержит ферменты для разрушения этого мусора. Полученное вторсырье применяется для выработки энергии. Аутофагия позволяет избавиться от аномалий, а также поддерживает жизнь клеток в периоды голодания.
Ученым уже давно известно, что голодание стимулирует аутофагию. Ученые использовали трансгенных мышей, клетки которых производяли светящийся зеленый белок во время процесса аутофагии. Они поместили мышей на беговые дорожки, и спустя 30 минут мышцы и сердца грызунов сияли зелеными точками.
Затем ученые создали мышей с мутации в гене, которая не давала возможности нарастить объемы аутофагии во время физических нагрузок. На беговой дорожке выяснилось, что у грызунов был нарушен метаболизм сахара. При нормальной его работе мышечные клетки повышают усвоение сахара. Следовательно, количество сахара в крови резко падает. Фермент, который помогает клеткам принимать больше сахара, называется AMP-киназа, не активизировался. В результате уровень сахара в крови мышей оставался высоким, и это снижало выносливость.
Эти мыши-мутанты не извлекали пользы от физических нагрузок. Для проверки гипотезы ученые кормили мышей жирной пищей. Спустя месяц те набрали вес и столкнулись с сахарным диабетом 2 типа.
Затем мышам предстоял строгий режим упражнений на протяжении двух месяцев с тем же режимом питания. Нормальные мыши похудели и излечились, их мышечные клетки снова поглощали сахар. Мутантные мыши не смогли извлечь выгоды из нагрузок. Ученые сделали вывод о том, что все дело в аутофагии.
На следующем этапе ученые попытаются определить, может ли увеличение аутофагии с помощью физических упражнений защитить от рака, нейродегенеративных заболеваний и старения.
