Các nhà nghiên cứu làm sáng tỏ cách tập thể dục duy trì thể lực trong quá trình lão hóa

Đã được chứng minh là có khả năng bảo vệ chống lại nhiều loại bệnh tật, tập thể dục có thể là biện pháp can thiệp chống lão hóa hiệu quả nhất mà khoa học từng biết đến. Tuy nhiên, trong khi hoạt động thể chất có thể cải thiện sức khỏe trong quá trình lão hóa, thì tác dụng có lợi của nó chắc chắn sẽ giảm đi. Các cơ chế tế bào làm cơ sở cho mối quan hệ giữa tập thể dục, thể lực và lão hóa vẫn chưa được hiểu rõ.

Trong một bài báo đăng trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia , các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Tiểu đường Joslin đã điều tra vai trò của một cơ chế tế bào trong việc cải thiện thể lực bằng cách tập thể dục và xác định một biện pháp can thiệp chống lão hóa giúp trì hoãn sự suy giảm xảy ra do lão hóa ở cơ thể. sinh vật mẫu. Cùng với nhau, phát hiện của các nhà khoa học mở ra cơ hội cho các chiến lược mới để thúc đẩy chức năng cơ bắp trong quá trình lão hóa.

"Tập thể dục đã được sử dụng rộng rãi để cải thiện chất lượng cuộc sống và bảo vệ chống lại các bệnh thoái hóa, và ở người, chế độ tập thể dục lâu dài giúp giảm tỷ lệ tử vong chung", đồng tác giả T. Keith Blackwell, MD, Tiến sĩ, một nhà nghiên cứu cấp cao cho biết. và trưởng bộ phận của tế bào đảo và sinh học tái tạo tại Joslin. "Dữ liệu của chúng tôi xác định một yếu tố trung gian thiết yếu của phản ứng tập thể dục và một điểm khởi đầu cho các can thiệp để duy trì chức năng cơ bắp trong quá trình lão hóa."

Chất trung gian thiết yếu đó là chu kỳ phân mảnh và sửa chữa ty thể, các cấu trúc chuyên biệt hoặc bào quan, bên trong mọi tế bào chịu trách nhiệm sản xuất năng lượng. Chức năng của ty thể rất quan trọng đối với sức khỏe và sự gián đoạn động lực của ty thể, chu kỳ sửa chữa các ty thể bị rối loạn chức năng và khôi phục kết nối giữa các bào quan sản xuất năng lượng -- có liên quan đến sự phát triển và tiến triển của các bệnh mãn tính liên quan đến tuổi tác, chẳng hạn như bệnh tim và bệnh tiểu đường loại 2.

Blackwell, người cũng là trưởng bộ phận Miễn dịch học tại Joslin cho biết: “Khi chúng tôi nhận thấy rằng cơ bắp của chúng ta trải qua mô hình mệt mỏi và phục hồi sau một buổi tập thể dục, chúng đang trải qua chu kỳ năng động của ty thể này”. "Trong quá trình này, cơ bắp quản lý hậu quả của nhu cầu trao đổi chất khi tập thể dục và khôi phục khả năng hoạt động của chúng."

Blackwell và các đồng nghiệp - bao gồm cả đồng tác giả Julio Cesar Batista Ferreira, Tiến sĩ, Viện Khoa học Y sinh, Đại học Sao Paulo - đã điều tra vai trò của động lực ty thể trong quá trình tập thể dục ở sinh vật mẫu C. elegans, một sinh vật đơn giản, được nghiên cứu kỹ lưỡng. loài sâu siêu nhỏ thường được sử dụng trong nghiên cứu trao đổi chất và lão hóa.

Ghi lại loài giun C. elegans hoang dã khi chúng bơi hoặc bò, các nhà điều tra đã quan sát thấy sự suy giảm thể chất điển hình liên quan đến tuổi tác trong 15 ngày trưởng thành của động vật. Các nhà khoa học cũng cho thấy một sự thay đổi đáng kể và tiến bộ đối với ty thể bị phân mảnh và/hoặc vô tổ chức ở động vật già. Ví dụ, họ đã quan sát thấy ở những con giun non vào ngày đầu tiên của tuổi trưởng thành, một lần tập thể dục duy nhất gây ra sự mệt mỏi sau một giờ. Phiên kéo dài 60 phút cũng gây ra sự gia tăng sự phân mảnh ty thể trong tế bào cơ của động vật, nhưng khoảng thời gian 24 giờ là đủ để khôi phục cả hiệu suất và chức năng của ty thể.

Ở những con sâu già hơn (ngày 5 và ngày 10), hiệu suất của động vật không trở lại mức ban đầu trong vòng 24 giờ. Tương tự như vậy, ti thể của các loài động vật lớn tuổi trải qua một chu kỳ phân mảnh và sửa chữa, nhưng quá trình tổ chức lại mạng lưới đã xảy ra bị giảm so với các loài động vật trẻ hơn.

Tác giả đầu tiên Juliane Cruz Campos, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Trung tâm Tiểu đường Joslin cho biết: “Chúng tôi xác định rằng một buổi tập thể dục duy nhất gây ra một chu kỳ mệt mỏi và phục hồi thể chất song song với chu kỳ xây dựng lại mạng lưới ty thể. "Lão hóa làm giảm mức độ xảy ra điều này và gây ra sự suy giảm song song về thể chất. Điều đó cho thấy rằng động lực học của ty thể có thể quan trọng để duy trì thể lực và có thể để tăng cường thể chất nhờ một đợt tập thể dục."

Trong loạt thí nghiệm thứ hai, các nhà khoa học cho giun hoang dã bơi một giờ mỗi ngày trong 10 ngày liên tục, bắt đầu từ khi bắt đầu trưởng thành. Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng -- giống như ở người -- chương trình huấn luyện dài hạn đã cải thiện đáng kể thể lực ở độ tuổi trung niên của động vật vào ngày thứ 10 và giảm thiểu sự suy giảm hoạt động của ty thể thường thấy trong quá trình lão hóa.

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các biện pháp can thiệp kéo dài tuổi thọ đã biết về khả năng cải thiện khả năng tập thể dục trong quá trình lão hóa. Những con giun có AMPK tăng lên - một phân tử là chất điều chỉnh năng lượng chính trong quá trình tập thể dục, đồng thời thúc đẩy quá trình tái tạo hình thái ty thể và quá trình trao đổi chất - cho thấy thể lực được cải thiện. Họ cũng chứng minh khả năng duy trì, nhưng không tăng cường, hiệu suất tập thể dục trong quá trình lão hóa. Những con giun được thiết kế để thiếu AMPK thể hiện sự suy giảm thể chất trong quá trình lão hóa cũng như suy giảm chu kỳ phục hồi. Họ cũng không nhận được lợi ích trì hoãn tuổi tác của việc tập thể dục trong suốt cuộc đời.

"Mục tiêu quan trọng của lĩnh vực lão hóa là xác định các biện pháp can thiệp không chỉ kéo dài tuổi thọ mà còn nâng cao sức khỏe và chất lượng cuộc sống", Blackwell, đồng thời là giáo sư di truyền học tại Trường Y Harvard cho biết. "Ở người già, sự suy giảm chức năng cơ bắp và khả năng chịu đựng tập thể dục là mối quan tâm chính dẫn đến bệnh tật đáng kể. Dữ liệu của chúng tôi chỉ ra các điểm can thiệp có khả năng hiệu quả để ngăn chặn sự suy giảm này -- rất có thể là cùng với các khía cạnh khác của lão hóa. Nó sẽ rất hữu ích quan tâm để xác định mức độ dẻo của mạng ty thể ảnh hưởng đến thể chất cùng với tuổi thọ và các bệnh liên quan đến lão hóa ở người."

Nguồn Trung tâm Tiểu đường Joslin