Metaboliczne i epigenetyczne wzmocnienie odporności
Korzystny wpływ regularnej aktywności fizycznej na profil metaboliczny, odporność oraz prewencję chorób cywilizacyjnych jest dobrze udokumentowany, jednak komórkowe i epigenetyczne mechanizmy tych adaptacji nie zostały dotychczas w pełni wyjaśnione.
Aby dokładnie poznać ten mechanizm, badacze zestawili profil metaboliczny osocza z zaawansowaną oceną genetyczną i epigenetyczną krążących komórek odpornościowych pobranych od uczestników chińskiego projektu CIMA. Głównym celem pracy było porównanie profilu molekularnego młodych, regularnie ćwiczących dorosłych z osobami prowadzącymi siedzący tryb życia.
Grupę badaną podzielono według kryteriów WHO na osoby aktywne (n = 40; realizujące co najmniej 150 minut umiarkowanego lub 75 minut intensywnego wysiłku tygodniowo) oraz grupę kontrolną o siedzącym trybie życia (n = 46). U osób aktywnych wykazano wyraźne przestawienie metabolizmu ogólnoustrojowego na nasilone utlenianie kwasów tłuszczowych oraz wzmocnienie endogennej obrony antyoksydacyjnej. W osoczu odnotowano bowiem istotny wzrost stężenia acylokarnityn, ciał ketonowych oraz metabolitów o działaniu protekcyjnym, w tym betainy i kwasu 3-hydroksyantranilowego. Jednocześnie obserwowano redukcję stężeń trójglicerydów i fosfolipidów błonowych. Zmianom tym towarzyszyło obniżenie glikemii na czczo i wzrost stężenia cholesterolu HDL.
Na poziomie komórkowym wykazano epigenetyczną przebudowę fenotypu leukocytów. Komórki prezentujące antygen, zwłaszcza monocyty oraz limfocyty B, wykazywały zwiększoną dostępność chromatyny w rejonach promotorowych genów głównego układu zgodności tkankowej (HLA-DQA1 i HLA-DQB1) wraz ze wzmożoną aktywnością czynników transkrypcyjnych SPI1, IRF1 oraz KLF4. Z kolei w cytotoksycznych limfocytach CD8+ oraz dojrzałych komórkach NK stwierdzono stan „przygotowania” do odpowiedzi efektorowej, objawiający się aktywacją kluczowych czynników transkrypcyjnych (w tym TBX21, EOMES i RUNX3) oraz wyższą produkcją białek cytotoksycznych: granzymów i perforyny. Analiza komunikacji międzykomórkowej wykazała nasilenie przekazywania sygnałów w osi MHC i interferonu gamma między komórkami prezentującymi antygen a limfocytami T, przy jednoczesnym wyciszeniu prozapalnych ścieżek zależnych m.in. od interleukiny 6.
Regularna aktywność fizyczna wykracza poza doraźną modulację stężeń metabolitów, trwale przeprogramowując układ odpornościowy na poziomie epigenetycznym. Połączenie sprawniejszego wychwytu i prezentacji antygenów z wyciszeniem przewlekłego, układowego stanu zapalnego stanowi istotne uzasadnienie dla wdrożenia regularnego wysiłku jako fundamentalnego elementu dbania o zdrowie.
