Kroppens fundamentale biokemi ved fysisk aktivitet er kortlagt

Videnskabelige nybrud 1. feb 2021 4 min Associate Professor Christoffer Clemmensen Skrevet af Kristian Sjøgren

Hidtil har det ikke været muligt at komme helt ned i forståelsen af alle de biokemiske processer, som kroppen aktiverer ved træning. Ny teknologi har dog gjort det muligt for danske forskere for første gang at kortlægge de fundamentale molekylære mekanismer bag akut udholdenheds- og modstandstræning.

Interesseret i Videnskabelige nybrud? Vi kan holde dig opdateret helt gratis

Teknologiske fremskridt har inden for de seneste få år revolutioneret forståelsen af, hvordan kroppen fungerer.

Genomics har gjort forskere klogere på generne, proteomics har gjort forskere klogere på proteinerne, og metabolomics har gjort forskere klogere på biokemien i blodet.

Med de nye teknologiske muligheder har danske forskere nu for første gang kortlagt, hvordan hhv. udholdenhedstræning og styrketræning påvirker alle blodets mange små molekyler (metabolomet), som samlet set er resultatet af, hvad der sker inde i kroppen.

Kortlægningen har potentialet til at danne fundamentet for de næste store indsigter i, hvorfor træning er så sundt, som det er.

”Med metabolomics er det muligt at kigge på ændringer i mange hundrede forskellige metabolitter i blodet samtidig og se, hvordan forskellige former for fysisk arbejde påvirker menneskets biologi. Det er relativ ny teknologi, og det åbner op for meget bedre forståelse af de positive helbredseffekter af forskellige former for fysisk træning,” fortæller en af forskerne bag det nye studie, lektor Christoffer Clemmensen fra Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research ved København Universitet.

Forskningen er offentliggjort i Cell Reports.

Fysisk aktivitet leder til ændringer i kroppens koncentrationer af metabolitter

Når du træner, foregår der et virvar at biokemiske processer i din krop for at få armene og benene til at bevæge sig, som de skal. Det gælder både ved udholdenhedstræning som cykling og ved styrketræning som en omgang med håndvægtene i det lokale fitnesscenter.

Et af resultaterne af de biokemiske processer er en ændring i niveauerne utallige stoffer i blodbanen, herunder metabolitter. Metabolitter er simpelt sagt små molekyler, som har med kroppens samlede metabolisme at gøre.

En metabolit kan eksempelvis være laktat (mælkesyre), som stiger i blodet ved både styrketræning og ved udholdenhedstræning.

”Laktat er nok en af de mest velkendte metabolitter, som findes i blodet, men det er i lige så høj grad de ukendte metabolitter, som er interessante. En dybere karakterisering af dem kan gøre os klogere på nogle endnu ukendte positive effekter af træning, og hvordan de manifesteres i kroppen,” forklarer Christoffer Clemmensen.

Kortlagde metabolomet hos raske mænd efter træning

I det nye studie har forskerne indkaldt 10 unge mænd i god fysisk form til to undersøgelsesdage med et crossover-design.

De 10 unge mænd blev på forsøgsdagene bedt om at cykle i en time eller dyrke styrketræning i en time. Det næste uge kom de tilbage og lavede den aktivitet, de ikke havde lavet den forrige uge.

Forskerne tog sideløbende otte blodprøver fra forsøgspersonerne både før og på forskellige tidspunkter efter træningen.

Blodprøverne analyserede forskerne med avanceret massespektroskopi, som afslørede de relative niveauer af alle de metabolitter, som fandtes i prøverne.

”Resultatet er en lang liste over ændringerne i niveauerne af de forskellige metabolitter. Nogle er kendte, men der er også hundredvis med obskure navne, og dem kender vi kun meget lidt til. I dette studie har vi kortlagt, hvordan de forskellige former for fysisk aktivitet påvirker ændringerne af disse metabolitter i blodet. Der er som sådan ikke et resultat at sætte to streger under, men vi har skabt et katalog, som andre forskere kan dykke ned i for at blive klogere på effekten af træning,” siger Christoffer Clemmensen.

Stor interesse for dybere forståelse af trænings effekt på helbredet

Andre forskere kan bruge kataloget til eksempelvis at undersøge, hvordan udholdenhedstræning forbedrer visse aspekter af metabolisk sundhed.

Forskerne kan i kataloget se, hvad der sker med en lang række metabolitter under en specifikt type træning, og så kan de efterfølgende gå videre og undersøge kausalitet for at forstå direkte forhold mellem en metabolit eller metabolitter af interesse og fysiologiske tilpasninger til træning.

Nyopdagede metabolitter kan på den måde ultimativt blive interessante nye mål eller markører for en given tilstand i kroppen, herunder sygdom.

Andre metabolitter kan være særligt koblet til den muskelstyrkende effekt af styrketræning, og bedre forståelse af disse metabolitter kan være relevant både inden for optimering af styrketræning, men også for forståelsen af sygdomme som muskelsvind.

”Vores studie har allerede fået rigtig god medvind og er lige nu det mest læste studie på tidsskriftets hjemmeside. Det viser, at der er meget stor interesse for at forstå, hvordan fysisk aktivitet påvirker vores krop,” siger Christoffer Clemmensen.

Bekræfter klassiske biokemiske signalveje

Christoffer Clemmensen fortæller, at han endnu ikke selv har undersøgt hele den potentielle biologiske værdi i kataloget over metabolitterne, men at nogle ting bekræfter det, som forskere allerede vidste i forvejen.

Blandt andet viser studiet velkendte nuancer i forhold til, hvordan begge træningsformer specifikt øger energiomsætningen i kroppens celler og organer og på helkropsniveau.

Styrketræning har et lidt anderledes metabolisk udtryk end udholdenhedstræning, hvilket skyldes, at træningsformen er af anaerob karakter.

”Det er helt klassiske biokemiske signalveje, som bliver bekræftet i vores datasæt. Vi ser også, at udholdenhedstræning øger niveauerne af ketonstofferne relativt mere i blodet end styrketræning. Ketogene diæter er populære, og er man tilhænger af den slags og abonnerer på, at forhøjet ketonstoffer i blodet har helbredsfordele, understreger vores data, at udholdenhedstræning i kombination med faste effektivt øger mængden af stofferne i blodet,” forklarer Christoffer Clemmensen.

Metabolitter kan måske være gavnlige selv uden træning

Sigtet med det nye studie er, at forskere skal blive klogere på de positive effekter af forskellige former for træning.

Går man som forsker dybt i datasættet, kan man måske opdage, at nogle specifikke metabolitter eller grupper af metabolitter bliver kraftigt reguleret ved en give træningsform, men at man endnu ikke har haft øje på dem i forsøg på at forstå hvordan træning forbedrer menneskelig sundhed.

Med kendskabet til de metabolitter, som bliver kraftigt reguleret ved træning, kan man lave opfølgende undersøgelser af, hvad metabolitterne isoleret set kunne gøre.

Måske har hidtil oversete metabolitter en central rolle i øgning af muskelstyrken eller træningsinduceret styrkelse af hukommelsen.

”De er bare nogle af de gavnlige effekter forbundet med træning. Spørgsmålet er så, hvad der sker, hvis vi kunstigt øger koncentrationen af metabolitterne i blodet uden træning. Kan vi så få nogle af de samme positive effekter? Disse spørgsmål kan vi så småt begynde at besvare og få en indsigt i. Formålet er på sigt at opnå en meget bedre forståelse på det molekylære niveau af, hvorfor fysisk aktivitet er så sundt for os,” siger Christoffer Clemmensen.

The Clemmensen Group studies the biological regulation of body weight and aims at transforming molecular and physiological insights into innovative th...

Dansk
© All rights reserved, Sciencenews 2020