С наступлением зимнего сезона многим людям становится все труднее сохранять мотивацию и заниматься спортом в холодное время года. Однако недавнее исследование, опубликованное в журнале PNAS, пролило свет на белок, играющий важнейшую роль в выносливости к физическим нагрузкам и переносимости холода. Исследование, проведенное группой специалистов из Медицинской школы Мичиганского университета и Медицинской школы Университета штата Уэйн, было посвящено изучению гена Iditarod, названного так в честь знаменитой гонки на собачьих упряжках на Аляске.
Особый интерес исследователей вызвала аутофагия - процесс, в ходе которого поврежденные части клеток удаляются из организма. Проведя анализ генома мухи, они выявили ген-кандидат Iditarod (Idit), регулирующий эту важнейшую процедуру жизнедеятельности. Чтобы подтвердить связь между аутофагией и Idit, команда манипулировала генетическим составом мух, чтобы активировать аутофагию в их глазах. У мух с избыточной аутофагией наблюдалась массовая гибель клеток и видимая дегенерация глаза. Инактивация гена Idit восстановила нормальную структуру глаза, что указывает на его участие в процессе аутофагии.
Чтобы определить, существует ли подобный ген у человека, исследователи изучили геном человека и обнаружили ген FNDC5. Этот ген является предшественником белка ирисина, который, как было показано ранее, играет роль в получении пользы от физических упражнений и адаптации к низким температурам у млекопитающих. Джун Хи Ли, доктор философии, сотрудник кафедры молекулярной и интегративной физиологии Университета штата Массачусетс, поясняет: "Мы поняли, что этот ген может быть также важен для физических упражнений, и если это так, то мы должны быть в состоянии обнаружить аналогичный физиологический эффект у мух".
Совместно с группой доктора Роберта Весселлса из Государственного университета Уэйна исследователи применили уникальный метод тренировки плодовых мушек и оценки их выносливости к физическим нагрузкам. Было обнаружено, что у мух, выведенных без гена Idit, снижается выносливость к физическим нагрузкам и не наблюдается типичного улучшения после тренировок. Кроме того, известно, что иризин у млекопитающих регулирует термогенные процессы, которые являются критическими для устойчивости к холоду. Интересно, что мухи, лишенные гена Idit, также не способны переносить низкие температуры.
На основании полученных результатов исследователи считают, что физические упражнения помогают очистить клеточную среду с помощью аутофагии. Во время интенсивных тренировок происходит повреждение мышц, и митохондрии могут выйти из строя. Активированный процесс аутофагии устраняет поврежденные органеллы и токсичные побочные продукты, и ген Idit играет в этом процессе решающую роль. Это позволяет предположить, что семейство генов, связанных с аутофагией и полезными физическими нагрузками, сохранилось в ходе эволюции и выполняет важную функцию.
Ли и его сотрудники планируют продолжить изучение связи между физическими упражнениями, физиологическим стрессом и геном Idit. Понимание того, как физические упражнения влияют на аутофагию и здоровье клеток, может дать ценные сведения для разработки стратегий, направленных на повышение эффективности физических упражнений и улучшение общего состояния здоровья.
