Врачи, организации здравоохранения и главный хирург согласны с тем, что упражнения полезны для сердца, но причины, по которым они до сих пор не совсем понятны.
В новом исследовании, проведенном на мышах, исследователи из Гарвардского отделения стволовых клеток и регенеративной биологии (HSCRB), Массачусетской больницы общего профиля (MGH), Гарвардской медицинской школы (HMS) и Гарвардского института стволовых клеток (HSCI) обнаружили одну причину, по которой упражнения могут быть полезны: они стимулируют сердце производить новые мышечные клетки как в нормальных условиях, так и после сердечного приступа.
Результаты, опубликованные в Nature Communications 25 апреля, имеют значение для общественного здравоохранения, физического воспитания и реабилитации кардиологических больных.
Человеческое сердце имеет относительно низкую способность к самовосстановлению. Молодые люди могут обновлять около 1% клеток сердечной мышцы каждый год, и этот показатель с возрастом снижается. Учитывая, что потеря сердечных клеток связана с сердечной недостаточностью, вмешательства, которые увеличивают образование новых сердечных клеток, могут предотвратить сердечную недостаточность.
Двумя первыми авторами исследования были Ана Вуйч, доктор философии.D. из HSCRB, и Кэролин Лерхенмюллер, М.D. MGH и HMS.
"Мы хотели узнать, существует ли естественный способ повысить регенеративную способность клеток сердечной мышцы," сказал Вуич. "Поэтому мы решили протестировать одно вмешательство, которое, как мы уже знаем, является безопасным и недорогим: упражнения."
Гонка на 5 км каждый день
Чтобы проверить влияние упражнений, исследователи предоставили одной группе здоровых мышей добровольный доступ к беговой дорожке. Когда их оставили наедине с собой, мыши пробегали около пяти километров каждый день. Другая здоровая группа не имела такого посещения спортзала и вела сидячий образ жизни.
Чтобы измерить регенерацию сердца у мышей, исследователи ввели меченое химическое вещество, которое было включено во вновь созданную ДНК, когда клетки были подготовлены к делению. Следуя меченой ДНК в сердечной мышце, они могли видеть, где производятся новые клетки.
Исследователи обнаружили, что у тренирующихся мышей количество новых клеток сердечной мышцы в четыре с половиной раза больше, чем у мышей без доступа к беговой дорожке.
Результаты, безусловно, были значительными, но были ли они актуальны? Чтобы выяснить это, исследователи перенесли эксперимент немного ближе к дому.
"Мы также хотели проверить это на фоне сердечного приступа, потому что наш главный интерес – исцеление," сказал Вуич.
После сердечного приступа мыши, имеющие доступ к беговой дорожке, по-прежнему добровольно пробегали пять километров в день. По сравнению со своими малоподвижными собратьями, мыши, выполняющие упражнения, показали увеличение площади сердечной ткани, где образовывались новые мышечные клетки.
Вывод: у мышей упражнения в значительной степени регенерируют сердечную ткань.
"Сделай свое сердце моложе"
Двумя старшими авторами исследования были Ричард Ли, М.D., Гарвардский профессор стволовых клеток и регенеративной биологии и главный преподаватель HSCI, и Энтони Розенцвейг, магистр медицины.D., Пол Дадли Уайт, профессор медицины в HMS, руководитель отделения кардиологии MGH и главный преподаватель HSCI.
"Поддержание здорового сердца требует уравновешивания потери клеток сердечной мышцы из-за травмы или старения с регенерацией или рождением новых клеток сердечной мышцы. Наше исследование показывает, что упражнения могут помочь склонить чашу весов в пользу регенерации," сказал Розенцвейг.
"Наше исследование показывает, что вы можете сделать свое сердце моложе, если будете больше заниматься каждый день," сказал Ли.
Нырять глубже
Хорошо сказать, что упражнения полезны для сердца, но как это на самом деле работает?? Чтобы выяснить это, исследователи планируют определить, какие биологические механизмы связывают физические упражнения с повышенной регенеративной активностью сердца.
В этом исследовании исследователи определили конкретный биологический путь, необходимый для выполнения упражнений, чтобы включить регенерацию сердца. "Теперь нам нужно найти сигналы, достаточные для включения этого пути," сказал Розенцвейг.
"Если мы сможем включить эти пути в нужное время у правильных людей, мы сможем улучшить восстановление после сердечного приступа," сказал Ли.