Гормоны, метаболизм и польза физических упражнений
Брюс Шпигельман (ред.), 2017
Почему одна и та же программа тренировок одному даёт много, а другому мало? Учёные из Бостона, Стокгольма, Мельбурна и Базеля собрались в Париже и показали, что работающая мышца не только двигает тело, но и рассылает сигналы жиру, печени и мозгу. Книга о датчике топлива в клетке, ремонтной бригаде мышц, буром жире, ирисине и о том, как тренировка может беречь нейроны.
Кому подойдёт
Для тех, кто тренируется или собирается начать и хочет понять, что нагрузка на самом деле делает с мышцами, жиром и мозгом, без рекламных обещаний.
Тренировки на выносливость — один из очень немногих способов, которыми взрослый человек может запустить образование новых нейронов.
Что мышца рассказывает остальному телу
В Париже собрались исследователи физической нагрузки, а авторы глав этого сборника работают в Бостоне, Стокгольме, Мельбурне, Базеле, Париже и Пекине. Их интересовал вопрос, который кажется давно решённым: что именно физическая нагрузка делает с телом. То, что упражнения полезны, люди знают веками, а при ожирении и диабете второго типа их вместе с диетой назначают первым делом. Меньше известно другое: тренировки улучшают работу печени, самих мышц и, что особенно важно, мозга.
Редактор сборника, биолог Брюс Шпигельман, пришёл к этой теме через собственное открытие. Его лаборатория нашла в буром жире белок PGC-1α, а потом увидела, что при тренировках на выносливость этого белка в мышцах становится больше и он запускает их перестройку. Учёных заинтересовало, как перемены в мышце помогают органам, до которых она не дотягивается. Так нашли ирисин, небольшой белок, который мышца выпускает в кровь. Вещества, которыми мышца передаёт весть другим органам, — это миокины.
Отсюда главная мысль книги. Мышца не только двигает тело. Во время работы она отправляет сигналы жировой ткани, печени и мозгу, а еда, холод и сама нагрузка меняют то, что именно она сообщает. При этом нагрузка — не что-то одно: бег и штанга по-разному включают клетку и приносят разную пользу.
Здесь ты узнаешь, почему одна программа даёт людям разный результат, как полупустой бак становится сигналом, кто чинит мышцу после нагрузки, как прохладная спальня будит бурый жир и как тренированные мышцы берегут мозг.
Двадцать недель на велотренажёре
В исследовании HERITAGE главным условием отбора было одно: человек должен вести сидячий образ жизни. Взрослых участников посадили на велотренажёры три раза в неделю на двадцать недель. Сначала они крутили педали по полчаса с пульсом, который соответствовал 55% их измеренного заранее предела. Каждые две недели занятия становились длиннее и тяжелее, пока не доходили до пятидесяти минут на 75%.
Пользу измеряли через максимальное потребление кислорода: сколько кислорода тело способно забрать и пустить в дело на пике усилия. Это главный показатель выносливости сердца и лёгких, и он хорошо предсказывает здоровье и продолжительность жизни. В начале у мужчин он был в среднем около 36 миллилитров на килограмм веса в минуту, у женщин — около 28. Для людей около тридцати пяти лет это мало.
Дальше случилось знакомое многим. Даже при одинаковой программе и честном выполнении результаты разошлись очень сильно. Группа генетика Клода Бушара проверила простое объяснение: может быть, всё решают гормоны? У 488 участников, поровну мужчин и женщин, дважды до программы и дважды после измерили стероидные гормоны, четырнадцать штук, и белок, который переносит половые гормоны в крови.
Ответ оказался скромным. У мужчин тестостерон и ещё несколько гормонов были слабо связаны с исходной выносливостью: тестостерон объяснял примерно 3% различий между людьми. Когда выносливость пересчитали на массу тела без жира, связь тестостерона пропала. Похоже, она шла через количество мышц, а не через способность доставлять кислород. У женщин заметную связь дал только индекс свободных андрогенов, тоже около 3%.
А главное вот что. Ни один гормон не предсказал, насколько вырастет выносливость за двадцать недель. Даже тринадцать мужчин с самым низким тестостероном откликнулись на тренировки не хуже остальных. Если прогресс идёт медленнее, чем у знакомого, по этим данным винить уровень гормонов нет оснований: разницу в отклике дают многие другие факторы.
Об авторе
Брюс Шпигельман, биолог из Онкологического института Дана-Фарбер и Гарвардской медицинской школы, в чьей лаборатории открыли белок PGC-1α и гормон ирисин. Оригинал издан Springer в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0.
Все книги автора: Брюс Шпигельман (ред.)
Понятия из книги
- Кортизол
- BDNF
- Тестостерон
- Гликоген
- Максимальное потребление кислорода
- Митохондрии
- Инсулин
- Хансен
- Капилляры
- Серотонин
- Мелатонин
- Гиппокамп
- PGC-1α: Белок-переключатель в клетках, который включает гены митохондрий. Его открыли в лаборатории Шпигельмана в буром жире, а в мышцах его становится больше от тренировок на выносливость.
- Ирисин: Небольшой белок, который мышца выпускает в кровь при нагрузке. Отщепляется от белка FNDC5; в опытах на мышах помогал белому жиру становиться бежевым.
- Миокины: Вещества, которые мышца выделяет, чтобы передать сигнал другим органам или соседним клеткам.
- Бурый жир: Жировая ткань, которая не хранит энергию, а сжигает её и превращает в тепло. Есть у младенцев, мелких животных и у многих взрослых людей.
- HERITAGE: Большое американское исследование семей, в котором люди с сидячим образом жизни 20 недель занимались на велотренажёрах по единой программе.
- Бушар: Клод Бушар, генетик из Пеннингтонского биомедицинского центра (США), один из руководителей исследования HERITAGE и автор главы о гормонах.
- Стероидные гормоны: Гормоны, которые организм делает из холестерина, в основном в половых железах и надпочечниках: тестостерон, эстрадиол, кортизол и другие.
- Индекс свободных андрогенов: Расчётный показатель: отношение тестостерона к белку, который его связывает в крови. Говорит о том, сколько тестостерона свободно и может действовать.
- АТФ: Аденозинтрифосфат, молекула, которая переносит энергию внутри клетки. Её расходуют почти все процессы, от сокращения мышцы до работы нейрона.
- АМФК: АМФ-активируемая протеинкиназа, белок-датчик энергии в клетке. Включается, когда АТФ тратится быстрее, чем восстанавливается.
- Вьоле: Бенуа Вьоле, исследователь Института Кошена в Париже, автор главы о датчике АМФК.
- Хоули: Джон Хоули, физиолог из Австралийского католического университета в Мельбурне, автор главы о том, как запас топлива влияет на тренировку.
- Йео: Исследователь, который в 2008 году проверил тренировки с пониженным запасом гликогена на опытных спортсменах.
- Фуррер: Регула Фуррер, исследовательница из Базельского университета (Швейцария), соавтор главы о восстановлении мышц.
- Хандшин: Кристоф Хандшин, исследователь из Базельского университета, соавтор главы о восстановлении мышц.
- Макрофаги: Клетки иммунной системы, которые поглощают обломки и чужое. Бывают воспалительными (первого типа) и гасящими воспаление (второго типа).
- Сателлитные клетки: Стволовые клетки мышцы, которые дремлют под её оболочкой и при повреждении или нагрузке делятся и встраиваются в волокна.
- Саркопения: Потеря мышечной массы и силы с возрастом.
- Белый жир: Обычная жировая ткань, которая хранит энергию про запас.
- New England Journal of Medicine: Один из самых авторитетных медицинских журналов мира, выходит в США.
- Чели: Франческо Чели, эндокринолог из Университета Содружества Виргинии (США), автор главы о буром жире и холоде.
- Метаболическая камера: Герметичная комната, в которой по составу воздуха точно измеряют, сколько энергии тратит человек.
- Бежевые клетки: Клетки внутри белого жира, которые под действием холода или сигналов вроде ирисина начинают, как бурый жир, превращать энергию в тепло.
- Руас: Хорхе Руас, исследователь Каролинского института, соавтор главы о кинуренине и психическом здоровье.
- Кинуренин: Вещество, в которое тело превращает большую часть триптофана. Легко проходит в мозг, и его накопление там связывают с воспалением и депрессией от стресса.
- Триптофан: Аминокислота, которую тело не умеет производить и получает только с едой. Из неё делаются белки, серотонин, мелатонин и кинуренин.
- Гематоэнцефалический барьер: Защитная стенка между кровью и мозгом, которая пропускает в мозг одни вещества и задерживает другие.
- KAT: Кинуренин-аминотрансферазы, ферменты, которые превращают кинуренин в кинуреновую кислоту. В человеческом геноме четыре таких гена.
- Кинуреновая кислота: Продукт переработки кинуренина. Не проходит из крови в мозг. В мозге у неё есть защитные для нейронов свойства, хотя её избыток там тоже связывают с нарушениями.
- Альбумин: Главный белок плазмы крови. Многие вещества, в том числе триптофан, переносятся кровью в связке с ним.
- Val66Met: Распространённый вариант гена BDNF, при котором клетка выделяет меньше этого белка.
- Вранн: Кристиана Вранн, исследовательница из Массачусетской больницы общего профиля и Гарвардской медицинской школы, автор главы об ирисине и мозге.
- FNDC5: Белок на поверхности клеток мышц и мозга. Его часть, отщепляясь, становится ирисином.
- Масс-спектрометрия: Метод, который распознаёт молекулы по их массе и не зависит от качества антител.
- Катепсин: Катепсин B, фермент, который тоже выделяют мышцы при нагрузке; его связывают с пользой упражнений для мозга.
Все понятия
Похожие книги
- Я не хочу об этом говорить. Как преодолеть тайное наследство мужской депрессии, Терренс Реал
- Я ненавижу тебя, только не бросай меня. Пограничные личности и как их понять, Джерольд Крейсман, Хэл Страус
- В своём ритме. Метод синхронизации с циклом, Алиса Витти
- Жизнь без Эда. Как одна женщина объявила независимость от расстройства пищевого поведения, Дженни Шефер, Том Ратледж
- Продолжительность жизни. Почему мы стареем и почему это не обязательно, Дэвид Синклер, Мэтью Лаплант
- Hygge. Секрет датского счастья, Майк Викинг
- Как избежать климатической катастрофы. Решения, которые у нас есть, и прорывы, которые нам нужны, Билл Гейтс
- Как быть взрослым в отношениях. 5 ключей к осознанной любви, Дэвид Ричо
Тест по книге
Читать в Livria