Testmozgás, cirkadián ritmus, arthritis

A Nature Communications folyóiratban november 14-én jelent meg a University of Manchester kutatóinak cikke, amelyben egér modellszerveteken végzett vizsgálatokkal igazolták, hogy a cirkadián ritmust biztosító “agyi óra” mellett egyes szervekben is külön órák működnek, ezek szinkronizálása pedig lassíthatja egyes betegségek progresszióját, valamint ezek az órák a napon belül azonos időben végzett testmozgással szinkronizálhatók.

Csaknem 300 évvel ezelőtt, 1753-ban a Northamptonshire-ben található Aynho falucska tudományok iránt érdeklődő papja, Wasse tiszteletes úr levelet írt Dr. Mead-nek, a Királyi Társaság egyik orvosának, amelyben arra a megfigyelésére hívta fel a figyelmet, miszerint pontos mérésekkel szolgálhat arra, hogy az emberi test magassága a reggeli és éjszakai órákban eltér egymástól. A Royal Society által közzétett és az interneten ma is olvasható levélben a tiszteletes a hadseregből elbocsátott, túl alacsonynak talált katonák megfigyeléseire hivatkozott, és azt állította, hogy egy jó éjszakai alvás után átlagosan több mint fél hüvelykkel, azaz körülbelül egy centivel magasabbak vagyunk.

Régóta ismert, hogy a cirkadián ritmust szabályozó központi óra az agyban található, de nem zárták ki, hogy egyes más szerveknek is lehet saját órájuk. Gyanították például, hogy az ízületi porcoknak is van ilyen időmérő eszközük, ami azért érdekes, mert nincsenek idegeik és nincs vérellátásuk sem, tehát az információ valamilyen más módon kell, hogy eljusson hozzájuk. Az is ismert volt, hogy az öregedéssel ezek az órák elállítódhatnak, szinkronizációjuk gyengülhet. A mostani kutatás eredményei szerint a szinkronizáció hiánya egyrészt nagyon káros, másrészt pedig jelentős részben a rendszertelenül, a nap különböző időszakaiban végzett testmozgásnak a következménye. A másik jelentős megállapítás, hogy ha sikerül olyan életmódváltást megvalósítani, amely keretein belül mindig a nap azonos időpontjában végzünk testmozgást, ezek az órák szinkronizálódnak, és egyes betegségek progressziója, például az arthritisé lelassul.

“Fontos eredmény, hogy azonosítottunk egy új, a vázrendszer öregedésének hátterében álló óramű-mechanizmust, amelynek messzemenő hatása lehet az időskori gyengeség kialakulásának megértésében, valamint a testmozgás és a fizioterápia hatékonyabb kezelési időzítésének megtervezésében” - fejtette ki Dr. Michal Dudek, a cikk első szerzője. “Az időmérő mechanizmus lényege, hogy miközben napközben állunk és mozgunk, a gerincünkben lévő porckorongokból, valamint a csípő- és a térdporcokból kipréselődik a víz, így a nap végére kissé alacsonyabbak leszünk - pontosan úgy, ahogyan azt Wasse tiszteletes úr 300 évvel ezelőtt megállapította. Azt azonban a derék tiszteletes még nem tudhatta, hogy ez a jelenség a szövetek ozmolaritásának köszönhető: a nap végére a víz kipréselődése miatt ugyanaz az ásványi anyagmennyiség most kevesebb vízben oldódik fel, így a szövet sűrűsége, az ásványi anyagok koncentrációja megnő. Mostani kutatásunk eredménye, hogy a sejtek ezt az ozmolaritás-változást érzékelik, és ez alapján szinkronizálják az órákat ezekben a vázszövetekben. Éjszaka, amikor pihenünk, a víz ismét beáramlik a vázszövetekbe, bár eredményeink szerint ennek a változási iránynak nem volt befolyása az órára.”

A kutatás során a fenti felismerést olyan egerek vizsgálatából sikerült levonni, amelyeket a pihenőidő alatt futópadon futtattak, majd egyrészt nyomásvizsgálatot végeztek a porckorongokon, másrészt a normál fiziológiás tartományon belül magasabb ozmolaritású közegnek tették ki a porcokat. Mindkét eljárás hasonló óramű-szinkronizáló hatást eredményezett.

“Valójában egy olyan új mechanizmust azonosítottunk, amely segít megérteni, hogy testünk órája hogyan igazodik a külső környezethez. Ezek az órák úgy fejlődtek ki, hogy felkészítsenek minket a környezet kiszámítható ritmikus változásaira. Eredményeink azt mutatták, hogy a reggeli fizikai tevékenységek, amelyek az alvás/ébrenlét ciklus napi mintáihoz kapcsolódnak, időzítési információkat közvetítenek az agyban lévő fényérzékeny központi cirkadián órától a súlyt hordozó vázszövetek felé. Gyakorlatilag azt üzenik a vázrendszerünknek, hogy ideje felébredni. Ha azonban ez az aggyal történő szinkronizáció rosszul működik, akkor más szervekhez és szövetekhez hasonlóan ez is kedvezőtlen hatásokat eredményezhet a fizikai egészségre. Ha állandóan változik a testedzés időpontja valakinél, akkor hajlamosabb lehet erre a deszinkronizációra. Érdekes módon viszont, ha megváltoztatjuk az edzés időpontját, de később sokáig kitartunk ezen időpont mellett, akkor a testórák végül újra összehangolódnak egymással, és alkalmazkodni fognak ehhez. Ez az oka annak, hogy az időzónák gyakori váltogatása jelentősen ronthatja a sokat utazó sportolók teljesítményét, és hajlamosabbá teheti őket a sérülésekre is.”

“Kutatásunk során bebizonyítottuk, hogy az idősebb állatok vázszöveteiben működő órák sem állnak le a korral, és továbbra is reagálnak a napi mozgásmintákra. Ennek a gerontológiai vonatkozása például az a felismerés, hogy egy idősek számára szervezett gyalogló- vagy túracsoport számára előnyös, ha a napon belül mindig ugyanarra az időpontra szervezik a programot, tehát például mindig délelőtt 10 órakor indulnak sétálni. További eredményeink azt is mutatják, hogy ha az agyi és a testi órák nincsenek szinkronban, csontjaink és porcaink állapota gyorsabban romlik az idő múlásával, ha viszont sikerül összehangolni őket, a folyamat lelassítható, így például lassítja az ízületi gyulladás progresszióját is.”

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Exercise at consistent times could realign body clock for better skeletal health and performance, scientists suggest

Mechanical loading and hyperosmolarity as a daily resetting cue for skeletal circadian clocks

Irodalmi hivatkozás:

Michal Dudek et al, Mechanical loading and hyperosmolarity as a daily resetting cue for skeletal circadian clocks, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42056-1