Kardio vai spēka treniņi: kas labāk samazina bioloģisko vecumu?

Kardiorespiratorā sagatavotība (CRF) un spēka treniņi (RT) ietekmē bioloģisko vecumu caur atšķirīgiem, savstarpēji papildinošiem bioloģiskajiem ceļiem [9, 12, 18]. Augsta kardiorespiratorā sagatavotība uzrāda pārliecinošu, no devas atkarīgu saistību ar lēnāku bioloģiskā vecuma pieaugumu lielās populācijas kohortās [18]. Turpretī spēka treniņi nodrošina izteiktākus uzlabojumus konkrētos bioloģiskā vecuma modeļu metabolajos komponentos, tostarp glikēmijas kontrolē un insulīna jutībā [9, 12]. Galvenā nianse ir tāda, ka kombinētie bioloģiskā vecuma algoritmi balstās uz plašu asins marķieru paneli, kas nozīmē, ka neviens no šiem treniņu veidiem atsevišķi nespēj optimizēt visas fizioloģiskās sistēmas tik efektīvi kā apvienotie treniņi [9, 15, 18].

Kā tiek aprēķināts kombinētais bioloģiskais vecums

Atšķirībā no pirmās paaudzes epiģenētiskajiem pulksteņiem, kas tika izstrādāti tikai hronoloģiskā kalendārā vecuma noteikšanai, otrās paaudzes klīniskie modeļi, piemēram, PhenoAge un GrimAge, tika radīti, lai prognozētu veselīgā mūža ilgumu, slimību sākšanos un visu cēloņu mirstību [7].

Klīniskais PhenoAge algoritms izmanto hronoloģisko vecumu kopā ar deviņiem ikdienas asins biomarķieriem [5, 6]:

• Albumīns: atspoguļo aknu funkciju un uztura stāvokli [5]
• Kreatinīns: mēra nieru klīrensu un nieru darbību [5]
• Glikoze: parāda miera stāvokļa metabolo veselību [5]
• C reaktīvais olbaltums (CRO / hs-CRO): kvantitatīvi nosaka sistēmisku zemas pakāpes iekaisumu [5, 6]
• Limfocītu procentuālais daudzums: atspoguļo imūnsistēmas sadalījumu un imūnsenescenci [5, 6]
• Vidējais eritrocītu tilpums (MCV): mēra sarkano asinsķermenīšu lielumu [5, 6]
• Eritrocītu sadalījuma platums (RDW): novērtē eritrocītu izmēru mainīgumu (izmantojot procentuālo RDW, nevis RDW-SD) [5, 6]
• Sārmainā fosfatāze (ALP): atspoguļo aknu un kaulaudu metabolismu [5, 6]
• Leikocītu (WBC) skaits: kvantitatīvi nosaka kopējo imūno un iekaisuma aktivitāti [5, 6]

Šie biomarķieri fiksē sistēmisku vairāku orgānu sistēmu funkciju pasliktināšanos fizioloģisko pārmaiņu viļņos, kas saskaņā ar proteomikas pētījumiem paātrinās aptuveni 44 un 60 gadu vecumā [8]. Multimodālas intervences, kurās fiziskās aktivitātes apvienotas ar uzturu, miegu, stresa pārvaldību un uztura bagātinātājiem, ir parādījušas, ka PhenoAge rādītāju iespējams samazināt vidēji par 3,23 gadiem 8 nedēļu laikā [8].

Kardiorespiratorā sagatavotība un fenotipiskais vecums

Kardiorespiratorā sagatavotība, ko parasti mēra kā maksimālo skābekļa patēriņu (VO2 max) vai novērtē ar slodzes testiem uz skrejceliņa, uzrāda apgrieztu saistību ar fenotipisko bioloģisko vecumu [18]. Analīzē, kurā tika iekļauti 3069 pieaugušie vecumā no 20 līdz 49 gadiem no Nacionālā veselības un uztura pārbaudes pētījuma (NHANES), augstas kardiorespiratorās sagatavotības uzturēšana bija saistīta ar par 42% mazāku fenotipiskā vecuma paātrināšanās varbūtību [18]. Turpretī personām ar pazeminātu CRF PhenoAge bija par 1,46 gadiem lielāks salīdzinājumā ar vienaudžiem ar normālu fiziskās sagatavotības līmeni [18].

Šo saistību vēl vairāk pastiprina ķermeņa uzbūve: pieaugušajiem, kas vecāki par 29 gadiem, aptaukošanās mijiedarbojas ar zemu CRF, vēl vairāk paātrinot bioloģisko novecošanos [18]. Šis bioloģiskā vecuma samazinājums saskan ar ilgtermiņa epidemioloģisko kohortu datiem, piemēram, Aerobikas centra garengriezuma pētījumu un Veterānu lietu pētījumu, kuros novērots mirstības no visiem cēloņiem samazinājums par 13% līdz 15% uz katru fiziskās darbaspējas pieaugumu par 1 MET [18].

Aerobie treniņi — īpaši augstas intensitātes protokoli, piemēram, augstas intensitātes intervālu treniņi (HIIT), kas tiek veikti pie ≥90% VO2 max vai ≥77% no maksimālā sirdsdarbības ātruma — stimulē šūnu atjaunošanos [14]. HIIT intervences veicina PGC-1alpha aktivāciju, stimulējot mitohondriju bioģenēzi, uzlabojot mitofāgiju, atjaunojot konkrētu gēnu DNS metilēšanu un palielinot telomerāzes aktivitāti [12, 14]. Šīs adaptācijas tieši samazina bioloģiskās novecošanās tempu, piemēram, uzlabo DunedinPACE novecošanās ātruma metriku [12].

Spēka treniņi un metabolie biomarķieri

Lai gan aerobā kapacitāte spēcīgi ietekmē sistēmiskos mirstības riska rādītājus, spēka treniņi ir ievērojami efektīvāki galveno metabolo asins biomarķieru uzlabošanā, kas iekļauti bioloģiskā vecuma aprēķinos [9, 12]. 8 nedēļu ilgā randomizētā pētījumā ar fiziski neaktīviem pusmūža vīriešiem (ĶMI 27,66 ± 0,91 kg/m²) spēka treniņi un apvienotie treniņi nodrošināja ievērojami lielāku tukšā dūšā mērītās glikozes un insulīna rezistences samazinājumu nekā tikai aerobie treniņi [9].

Spēka treniņi to panāk, stimulējot muskuļu olbaltumvielu sintēzi caur pārejošu mTOR signalizāciju, novēršot sarkopēniju un metabolisma pasliktināšanos, neradot patoloģiski nepārtrauktu mTOR aktivāciju, kas raksturīga šūnu novecošanās procesam [12]. Papildus glikozes regulācijai spēka un apvienotie treniņi šajā pašā kohortā panāca arī lielāku sistoliskā asinsspiediena samazinājumu salīdzinājumā ar tikai aerobajiem treniņiem [9]. Tomēr aerobie treniņi izrādījās pārāki centrālās aptaukošanās mazināšanā, ko vērtēja pēc vidukļa un gurnu apkārtmēra attiecības [9].

Funkcionālais muskuļu spēks kalpo arī kā spēcīgs klīniskais bioloģiskās vitalitātes marķieris [19, 22]. Vairāku jomu funkcionālajos modeļos plaukstas satvēriena spēkam un TUG testu rezultātiem ir liels svars bioloģiskā vecuma algoritmos, un tie cieši korelē ar Levīna mirstības rādītāju (r = 0,90) [22]. Fenotipiskais satvēriena spēks ir saistīts ar mazāku trausluma sindroma un funkcionālo ierobežojumu risku vairāku gadu desmitu novērojumos, lai gan ģenētiskie varianti (piemēram, lokusi gēnos ATP2A1, FTO, SLC39A8 un BDNF) izskaidro tikai nelielu daļu no šīs variācijas, uzsverot fiziskās sagatavotības un trenētības noteicošo lomu [19, 20, 21]. Turklāt garengriezuma dati liecina, ka personām ar paātrinātu epiģenētisko novecošanos laika gaitā straujāk samazinās iešanas ātrums un satvēriena spēks [23].

Sistēmiskais iekaisums un miokīnu signalizācija

Sistēmiskais iekaisums, ko kombinētajos paneļos galvenokārt atspoguļo hs-CRO, pozitīvi reaģē uz abiem treniņu veidiem [5, 15]. 38 randomizētu kontrolētu pētījumu metaanalīze, kurā piedalījās 2557 veseli pieaugušie, parādīja, ka ilgstoši regulāri treniņi (aerobie, spēka un kombinētie) ievērojami samazina CRO, IL-6 un TNF-α līmeni [15].

Šī pretiekaisuma iedarbība ir atkarīga no ilguma un intensitātes: programmas, kas ilgst vairāk nekā 12 nedēļas un tiek veiktas mērenā intensitātē, nodrošina vislielāko cirkulējošā CRO samazinājumu, savukārt pārmērīgi augsta slodzes intensitāte var mazināt CRO samazināšanos [15]. Abi treniņu veidi stimulē arī aizsargājošu miokīnu izdalīšanos, piemēram, meteorīnam līdzīgo proteīnu (Metrnl/Subfatin), kas modulē iekaisuma imūnos ceļus, veicina muskuļu atjaunošanos caur Stat3/IGF-1 signalizāciju un atbalsta sirds endotēlija integritāti [17].

Praktiski secinājumi treniņiem

Izvērtējot, kā katrs treniņu veids ietekmē kombinētos bioloģiskā vecuma rādītājus:

• Kardiorespiratorie treniņi: nodrošina sistēmisku šūnu aizsardzību, telomēru saglabāšanu un mitohondriju atjaunošanos, kā arī sniedz populācijas līmeņa aizsardzību pret PhenoAge paātrināšanos [12, 14, 18].
• Spēka treniņi: tieši iedarbojas uz bioloģiskā vecuma metabolajiem un muskuļu faktoriem, uzlabojot glikozes līmeni asinīs tukšā dūšā, mazinot insulīna rezistenci, pazeminot miera stāvokļa asinsspiedienu un saglabājot funkcionālo spēku [9, 12, 22].
• Apvienotie treniņi: optimizē visplašāko PhenoAge rādītāju klāstu, vienlaikus samazinot glikozes līmeni tukšā dūšā, pazeminot sistolisko asinsspiedienu, samazinot vidukļa un gurnu attiecību un nomācot sistēmiskos iekaisuma marķierus, piemēram, CRO [9, 15].