Жир отступает на клеточном уровне: тренировки включают гены, которые молчат без движения

Похудение всё чаще становится темой не только для фитнес-сообществ, но и для лабораторий. Учёные шаг за шагом приближаются к пониманию того, что именно происходит в организме во время регулярных тренировок. Новые данные показывают, что физическая активность запускает сложные процессы на уровне клеток и генов. Эти механизмы могут лечь в основу будущих методов терапии. Об этом сообщает издание Femina.

Как учёные изучили влияние спорта на организм

Регулярные физические нагрузки давно связывают со снижением веса, ростом мышечной массы и поддержанием здорового обмена веществ. Обычно это объясняют ускорением базового метаболизма — организм начинает тратить больше энергии даже в состоянии покоя. Именно поэтому физическая активность рассматривается как один из ключевых факторов, помогающих не только терять жир, но и сохранять функциональность тканей, включая мышцы, что подтверждают и данные о том, что физические упражнения сохраняют мышечное качество в период снижения веса.

Однако до последнего времени оставалось неясно, какие именно клеточные и молекулярные процессы стоят за этим эффектом. Из-за большого количества задействованных тканей и типов клеток исследователям было сложно выстроить целостную картину происходящего в организме во время тренировок и при избытке калорий.

Эксперимент с диетой и физической нагрузкой

Чтобы восполнить этот пробел, учёные из Массачусетского технологического института и Гарвардской медицинской школы провели эксперимент на мышах. Животных разделили на четыре группы: часть получала обычный рацион, часть — диету с высоким содержанием жиров. При этом половина мышей из каждой группы имела доступ к физической активности, а остальные вели малоподвижный образ жизни.

С помощью современных методов секвенирования исследователи проанализировали работу 53 типов клеток в трёх видах тканей: скелетных мышцах, висцеральной и подкожной жировой ткани. Такой подход позволил увидеть, какие гены активируются или подавляются под влиянием спорта и неправильного питания.

"Чрезвычайно важно понимать молекулярные механизмы, лежащие в основе благотворного воздействия физических упражнений и пагубного воздействия диеты с высоким содержанием жиров, чтобы мы могли понять, как мы можем вмешаться и разработать лекарства, имитирующие воздействие физических упражнений на многие ткани", — объясняет профессор Манолис Келлис из Массачусетского технологического института.

Жировая ткань, воспаление и биологические часы

Результаты показали, что диета с высоким содержанием жиров и физические упражнения действуют на организм противоположным образом. Особенно заметны различия оказались в жировой ткани. Учёные сосредоточились на висцеральном жире, который накапливается вокруг внутренних органов, и подкожном, расположенном под кожей и более активно участвующем в сжигании энергии.

Ключевую роль в этих процессах играют мезенхимальные стволовые клетки. При избытке жиров в рационе они чаще превращаются в адипоциты — клетки, накапливающие жир. Физическая активность, напротив, ослабляет этот процесс и снижает уровень хронического воспаления, которое возникает при перегрузке жировых клеток липидами.

Отдельное внимание исследователи уделили циркадным ритмам — внутренним биологическим часам организма. Физические упражнения усиливают активность генов, регулирующих эти ритмы, тогда как жирная диета подавляет их. Это согласуется с данными о том, что режим питания и время тренировок, включая такие подходы, как тренировки натощак, могут по-разному влиять на метаболизм и усвоение энергии.

Перспективы для медицины и образа жизни

На финальном этапе работы учёные сопоставили полученные данные с базами человеческих генов, связанных с обменом веществ. Оказалось, что некоторые гены, участвующие в регуляции циркадных ритмов, ассоциированы с повышенным риском ожирения, особенно у мужчин. В дальнейшем исследователи планируют изучить влияние физических нагрузок и диеты на другие ткани, включая печень, кишечник и мозг.

Если результаты подтвердятся, следующим шагом станут исследования с участием добровольцев. В долгосрочной перспективе это может привести к созданию препаратов, способных частично имитировать полезные эффекты физических упражнений. Однако сами учёные подчёркивают, что пока главный вывод остаётся простым и практичным: сбалансированное питание и регулярная физическая активность по-прежнему остаются основой поддержания здорового веса и обмена веществ.