Hyväkuntoisen ihmisen elimistön aineenvaihdunta on tehokkaampi

Hyväkuntoiset ihmiset pystyvät hyödyntämään hiilihydraatteja ja elimistöön varastoitunutta rasvaa ja valkuaisaineita paremmin kuin huonokuntoiset, havaittiin Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa. Siinä mitattiin verinäytteistä aineenvaihdunnan tuotteita ennen ja jälkeen kymmenminuuttisen kuntopyörällä suoritetun harjoituksen. Havaintojen perusteella voidaan kehittää lääkkeitä esimerkiksi kakkostyypin diabetesta sairastaville tai ravintovalmisteita tehostamaan urheilijoiden suorituskykyä, tutkijat pohtivat.

Liikunta on terveellistä, se vähentää mm. sydänsairauksia, aivohalvauksia ja kakkostyypin diabetesta kuten hyvin tiedetään. Paljon puhuttu ylipainokaan ei ole niin vaarallista jos ihminen liikkuu kohtuullisesti. Tähän mennessä ei ole tiedetty kuitenkaan miten liikunnan edulliset vaikutukset ilmenevät biologisesti elimistössä.

Metaboliatuotteita syntyy elimistössä yli 8 000 mutta niiden analysointi on hankalaa koska ne ovat kemiallisesti kirjava joukko orgaanisia yhdisteitä. Harvardin yliopiston ja MIT-yliopiston tutkijat kehittivät massaspektrometriaan perustuvan laitteiston jolla yhdisteitä pystyttiin analysoimaan verinäytteistä huomattavasti aiempaa tehokkaammin. Uudella menetelmällä kartoitettiin yli 200 yhdistettä kun yleensä määritetään vain muutamia yhdisteitä kerrallaan.

Koehenkilöitä oli 70 ja heidät pantiin polkemaan kuntopyörää kymmeneksi minuutiksi. Verinäytteet otettiin ennen liikuntaa, välittömästi sen jälkeen ja kolmannen kerran tunnin kuluttua harjoituksen päättymisestä.

Merkittäviä muutoksia todettiin yli 20 metaboliatuotteessa. Ne liittyivät energiaksi käytettyjen yhdisteiden: sokerien, rasvojen ja valkuaisaineiden käsittelyyn sekä solujen tasolla energiana käytettävän ATP:n käyttöön. Muutoksia havaittiin useissa yhdisteissä joita ei ole aiemmin yhdistetty liikunnan vaikutuksiin. Erityisen mielenkiintoinen oli niasiiniamidin tason nousu. Se on vitamiinijohdannainen jonka tiedetään lisäävän insuliinin erittymistä haimasta. Insuliinia tarvitaan veressä olevan sokerin muuttamiseksi solujen energiaksi.

Suurin osa metaboliamuutoksista tapahtui liikuntaan osallistuneissa lihaksissa mutta osa muutoksista oli havaittavissa kaikkialla elimistössä. Aineenvaihdunnan muutokset näkyivät selvästi vielä tunnin kuluttua harjoituksen päättymisestä.

Erityisen pitkäkestoisen harjoituksen vaikutuksia aineenvaihduntaan testattiin erikseen 25 maratonjuoksijalla. Heidän verinäytteensä analysoitiin vastaavasti ennen ja jälkeen Bostonin maratonin. Tulokset olivat pääosin samanlaiset kuin lyhyen harjoittelun jälkeen. Merkittävin ero oli valkuaisaineista peräisin olevien aminohappojen tasossa. Maratonjuoksijoiden veren aminohappojen määrä putosi selvästi juoksun aikana. Se osoittaa että heidän elimistönsä siirtyi käyttämään valkuaisaineita polttoaineena pitkän rasituksen aikana.

Aineenvaihdunnan muutokset olivat sitä suuremmat mitä parempi fyysinen kunto koehenkilöllä oli. Maratoonareiden kunto arvioitiin juoksuajan perusteella, kuntopyörällä polkeneiden hapenottokyvyn perusteella. Esimerkiksi rasva paloi tehokkaammin parempikuntoisilla.

Metaboliatuotteiden vaikutusta lihassoluihin tutkittiin erikseen laboratoriossa. Soluissa seurattiin tiettyjen ns. viestiketjujen toimintaa jotka liittyvät ns. soluhengitykseen ja sokerin hyödyntämiseen. Viiden keskeisen aineenvaihduntatuotteen yhdistelmän todettiin lisäävän nur77-nimisen geenin aktiivisuutta. Tämän geenin on äskettäin havaittu säätelevän veren sokeritasoa ja rasva-aineenvaihduntaa lihassoluissa. Hiirillä tehdyssä lisäkokeessa todettiin että puolen tunnin liikunta nosti nur77-geenin aktiivisuuden viisinkertaiseksi.

(YLE tiede, Science Translational Medicine)