Шесть 30-секундных ускорений с полной выкладкой — в сумме три минуты работы — изменили почти четверть из примерно трёх тысяч измеренных белков крови сразу после тренировки. Девяносто минут непрерывной езды на велотренажёре в умеренном темпе сдвинули меньше четверти процента. Такой разрыв зафиксировали в Рокфеллеровском университете, где сравнивали молекулярный ответ организма на нагрузки разной интенсивности; работа опубликована в журнале Cell Reports Medicine.
В экспериментах участвовали небольшие группы здоровых молодых мужчин. Одни выполняли спринт-интервальную сессию — шесть максимальных рывков по 30 секунд с четырьмя минутами отдыха между ними, другие полтора часа крутили педали или бежали по дорожке в спокойном темпе. Кровь брали до занятия, сразу после и через несколько часов. Умеренный бег, кстати, затронул заметно больше белков, чем велосипед, но со спринтами не сравнился и он.
Помимо белков короткая сессия сдвинула больше двухсот метаболитов и резко подняла концентрацию молекул, отвечающих за рост сосудов, перестройку тканей и гормональные сигналы. Часть из них попала в кровоток в обход стандартного пути: клетки не производили новые белки, а отрезали фрагменты уже готовых со своей поверхности и отпускали их в циркуляцию. Этот быстрый сигнальный механизм называется шеддингом эктодоменов. Одним из главных поставщиков таких молекул, по данным работы, выступали скелетные мышцы.
Действие спринтерской крови проверили на живых клетках. Человеческие жировые клетки, к которым добавляли плазму, взятую после интенсивной сессии, широко перестроили активность генов: изменилось то, как они перерабатывают топливо, реагируют на гормоны и оценивают доступность питательных веществ. Плазма после умеренной велотренировки вызвала в тех же клетках лишь небольшие сдвиги.
Умеренный режим без последствий тоже не остался, просто действует он медленнее и по-другому. Подъём жирных кислот и белков печёночного происхождения — типичная реакция на длительную работу на выносливость — обнаружился в крови лишь через три часа после занятия.
Чтобы оценить возможное значение этих сдвигов для здоровья, реагирующие на нагрузку белки сопоставили с медицинскими данными более чем 53 тысяч участников британского биобанка UK Biobank. Многие из них оказались связаны с пониженным риском сердечно-сосудистых и обменных заболеваний. Для ожирения, диабета второго типа и других метаболических нарушений контраст вышел особенно резким: из 33 белков, ассоциированных со сниженным риском, на спринты отреагировали 32, на умеренную нагрузку — только три. Больше четверти этих белков связаны ещё и с более медленным биологическим старением. Речь пока о статистических связях: анализ фиксирует совпадение, а не доказанную защиту от болезней.
Отдельно проверяли, не выдохнется ли эффект по мере привыкания. Не выдохся: после восьми недель регулярных тренировок молекулярный ответ на спринты сохранялся. В работе из этого делают вывод, что реакция — свойство самой интенсивной нагрузки, а не стресс неподготовленного организма от непривычного задания.
Ключ к происходящему исследователи видят в экзеркинах — белках и метаболитах, которые выходят в кровь при физической активности и переносят сигналы между органами, от работающей мышцы к печени и жировой ткани. Судя по полученным данным, состав этого молекулярного потока сильно зависит от интенсивности: короткие предельные усилия запускают широкий системный ответ, который полуторачасовая умеренная работа в те же сроки не воспроизводит. Менять одни тренировки на другие работа не предлагает — разные режимы, по её данным, действуют на организм разными биологическими путями.