Übung kann Zellen gesünder machen, längeres Leben fördern, Studien findet

Anonim

Ob Laufen, Laufen, Radfahren, Schwimmen oder Rudern - seit alten Zeiten ist es bekannt, dass Aerobic für eine gute Gesundheit und Wohlbefinden unerlässlich ist. Sie können abnehmen, besser schlafen, Stress und Bluthochdruck bekämpfen, Ihre Stimmung verbessern und Knochen und Muskeln stärken.

"Ob Muskeln gesund sind oder nicht, entscheidet, ob der ganze Körper gesund ist oder nicht", sagte Zhen Yan von der School of Medicine der University of Virginia. "Und die Belastungskapazität, die hauptsächlich durch die Muskelgröße und -funktion bestimmt wird, ist der beste Prädiktor für die Sterblichkeit in der Allgemeinbevölkerung."

Aber warum? Yan könnte einige Antworten haben. Er und seine Kollegen von der UVA spähen in die Zelle, um auf molekularer Ebene zu verstehen, warum dieses Training - ob es ihm gefällt oder nicht - für den Körper so wichtig ist. Sie fanden heraus, dass ein wichtiger Vorteil das zelluläre Kraftwerk - die Mitochondrien - ist, das den Brennstoff so erzeugt, dass der Körper richtig funktionieren kann.

Übung betont Mitochondrien

Yan und Kollegen haben eine Studie an Mäusen durchgeführt, die zum ersten Mal zeigt, dass nur eine moderate bis intensive Belastung als "Belastungstest" für Mitochondrien in Muskeln fungiert. Sie entdeckten, dass dieser "Stresstest", ausgelöst durch aerobes Training, einen Prozess namens Mitophagie auslöst, bei dem der Muskel die beschädigten oder dysfunktionalen Mitochondrien entsorgt, wodurch der Muskel gesünder wird. Yan vergleicht trainingsbedingte Mitophagie mit einer staatlichen Fahrzeuginspektion, die beschädigte Autos von den Straßen entfernt.

"Aerobic-Übungen entfernen beschädigte Mitochondrien in der Skelettmuskulatur", sagte Yan. "Wenn du es wiederholt machst, entfernst du die beschädigten. Du hast einen besseren Muskel mit besserer mitochondrialer Qualität. Wir reinigen die Klunker, jetzt ist die Stadt, die Zelle, voller gesunder, funktioneller Autos."

Wie Übung Mitochondrien "Clunkers" entfernt

Für diese Studie untersuchten Yan und Kollegen den Skelettmuskel eines Mausmodells, in dem sie ein mitochondriales Reportergen namens "pMitoTimer" hinzugefügt hatten. Die Mitochondrien fluoreszieren grün, wenn sie gesund sind und werden rot, wenn sie beschädigt und durch das Abfallentsorgungssystem der Zelle, die Lysosomen, zerstört werden.

Die Mäuse liefen für 90 Minuten auf einem kleinen Laufband und Yans Team beobachtete sechs Stunden nach dem Training mitochondrialen Stress (Zeichen einer "staatlichen Inspektion") und etwas Mitophagie (Abschleppen der Klunker). Yan erklärte, dass Bewegung in diesen Mäusen auch eine Kinase namens AMPK stimulierte, die wiederum eine andere Kinase, Ulk1, einschaltete. Diese chemischen Reaktionen scheinen für die Kontrolle der Entfernung von dysfunktionalen Mitochondrien wichtig zu sein.

"Wenn es eingeschaltet ist, aktiviert Ulk1 andere Komponenten in der Zelle, um die Beseitigung von dysfunktionalen Mitochondrien durchzuführen", sagte Yan. "Es ist analog zu einem Notruf, bei dem ein Abschleppwagen die Klunker entfernt. Wir wissen jedoch immer noch nicht, wie diese Aktivitäten koordiniert werden."

Einige Mäuse profitierten nicht von Übung

Yans Labor löschte auch das Ulk1-Gen in Maus-Skelettmuskeln und fand heraus, dass ohne das Gen die Entfernung von beschädigten oder dysfunktionalen Mitochondrien dramatisch gehemmt wird, was eine neue Rolle für das Ulk1-Gen in Bewegung und Mitophagie nahelegt.

"Mäuse, die Mitophagie nicht machen konnten, hatten keinen Vorteil von Bewegung", erklärte Co-Autor der Studie, Joshua Drake, ein Postdoc im Yan-Labor. "Obwohl sie vom Übungsstandpunkt aus immer noch in der Lage waren, genauso weit zu laufen wie normale Mäuse, haben sie beim Training metabolisch nicht profitiert."

Drake wies darauf hin, dass manche Menschen mit Typ-2-Diabetes nicht auf Bewegung reagieren, was ein wachsendes klinisches Problem darstellt. Er hofft, dass die fortgesetzte Forschung im Yan-Labor zu neuen Entdeckungen führen wird, um diesen Non-Respondern zu helfen.

Die Ergebnisse wurden online von der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.