Вежбање и биолошка возраст: Како тренингот влијае на биомаркерските часовници

Физичката активност постојано се поврзува со пониска биолошка возраст, но големината и брзината на ефектот во голема мера зависат од тоа дали биолошката возраст се пресметува од рутински клинички крвни анализи или преку епигенетски часовници за ДНК-метилација [9, 12, 20]. Алгоритмите базирани на крвни анализи, како што е Phenotypic Age (PhenoAge) на Левин, ги одразуваат промените во метаболичкиот и инфламаторниот статус во рок од 4 до 12 недели [12, 20], додека на епигенетските часовници главно им се потребни 6 до 12 месеци за да покажат мерливи промени надвор од границите на статистичкиот шум при тестирањето [11, 12]. Понатаму, контролираните истражувања покажуваат дека иако комбинираните аеробни вежби и тренинзите со оптоварување го поддржуваат системското здравје и функционалниот капацитет, изолираните интервенции со вежбање без нутритивни стратегии или контрола на телесната тежина често доведуваат до помали промени во алгоритмите за биолошка возраст базирани на крв во споредба со мултимодалните програми [14, 22].

Крвни биомаркери наспроти епигенетски часовници

Алгоритмите за биолошка возраст спаѓаат во две широки пресметковни категории кои реагираат на вежбањето во различни временски рамки [2, 12, 20]:

1. Алгоритми за клиничка биохемија на крвта: Алатките како PhenoAge, методот Klemera-Doubal (KDM) и хомеостатската дисрегулација (HD) користат стандардни биохемиски панели на крвта [2, 19]. PhenoAge, на пример, ја користи хронолошката возраст заедно со девет циркулирачки маркери: албумин, креатинин, гликоза на гладно, логаритамски трансформиран C-реактивен протеин (CRP), процент на лимфоцити, просечен корпускуларен волумен (MCV), дистрибутивна ширина на еритроцитите (RDW), алкална фосфатаза (ALP) и број на леукоцити (WBC) [2, 9, 20]. Овие маркери ја рефлектираат функцијата на повеќе органски системи и воспалителниот товар, предвидувајќи го 10-годишното преживување и смртноста од сите причини кај големи популации [17, 20, 27].
2. Епигенетски часовници: Алгоритмите како DNAm PhenoAge, Horvath, GrimAge и DunedinPACE ги проценуваат моделите на метилација на ДНК на специфични CpG-места низ геномот [3, 12, 17]. Часовниците од првата генерација ја проценуваат биолошката возраст статично, додека алгоритмите од третата генерација, како DunedinPACE, ја проценуваат моменталната брзина или темпо на биолошкото стареење врз основа на лонгитудиналните траектории на органските системи [12, 15].

Бидејќи циркулирачките маркери за воспаление и гликемиска регулација брзо реагираат на метаболичкиот стрес, алгоритмите за биохемија на крвта ги одразуваат физиолошките адаптации во рок од неколку дена до неколку недели [12, 20]. За разлика од нив, епигенетските промени се акумулираат и се стабилизираат во текот на повеќе месеци [11, 12].

Споредба на различните типови вежбање

Податоците од големи популациски студии покажуваат јасна заштитна поврзаност помеѓу редовната физичка активност и биолошкото стареење [9, 16, 23]. Во податоците од NHANES за 3.719 возрасни лица, редовната физичка активност била поврзана со 8,36 години понизок PhenoAge и значително намалено фенотипско забрзување на возраста во споредба со физичката неактивност [9]. Слично на тоа, во кохортата од студијата за здравје и пензионирање (Health and Retirement Study) од 3.873 постари возрасни лица, активните учесници покажале пониско епигенетско забрзување на возраста кај DNAm PhenoAge (-1,70 години), GrimAge (-1,26 години) и DunedinPACE (-0,05 единици за брзина), при што долгорочната акумулација на активност во текот на 12 години ја покажала најсилната заштитна поврзаност [23]. Систематски преглед на 44 студии исто така потврди дека повисоката физичка активност (MET-мин/недела) се поврзува со пониско забрзување на возраста според GrimAge и Horvath, иако поврзаностите со епигенетското забрзување според PhenoAge не биле статистички значајни во таа конкретна мета-анализа [16].

Кога во рандомизираните испитувања се изолираат одделни типови вежбање, се забележуваат јасни обрасци кај крвните алгоритми:

• Само аеробни вежби: Аеробниот тренинг директно ја подобрува кардиореспираторната кондиција (VO2 max), што претставува параметар силно поврзан со намалување на ризикот од смртност [3, 27]. Сепак, изолираниот аеробен тренинг не секогаш доведува до значително намалување на широкиот спектар на биолошката возраст во рандомизираните студии. На пример, во испитувањето EPICC кај жени кои преживеале рак на дојка во постменопауза, 6 месеци структурирано аеробно вежбање не успеале значително да ги намалат PhenoAge, GrimAge или BrainAge во целата интервентна кохорта во споредба со стандардната нега [24].
• Само тренинг со оптоварување: Тренингот со оптоварување директно ја зачувува скелетната мускулна маса и мускулната сила. Јачината на стисокот на раката, на пример, ја предвидува кардиоваскуларната и севкупната смртност независно од крвниот притисок, при што намалувањето од 5 kg е поврзано со 16% зголемување на ризикот од смртност [3, 27]. Вежбите со оптоварување играат клучна улога во справувањето со физичката слабост и исцрпеност (frailty), како што е покажано во студиите каде што едноставни домашни програми за вежби со оптоварување (SHEP; 3x30 мин/недела) во комбинација со суплементација во исхраната ја намалиле претклиничката слабост (prefrailty) за 39% [14].
• Комбинирани аеробни протоколи и протоколи со оптоварување: Комбинираните протоколи обезбедуваат придобивки за повеќе системи истовремено, опфаќајќи ги воспалителните, метаболичките и параметрите на физичката функција [4]. Подгрупните анализи од мета-анализите покажуваат дека комбинирањето на аеробен тренинг и тренинг со оптоварување дава супериорни резултати кога се применува во тек на 9 до 24 недели со фреквенција од 3 до 4 тренинзи неделно (надминувајќи вкупно 180 минути неделно), особено кај лицата од средна и постара возраст [4].

Улогата на комбинираните интервенции во животниот стил

Интервенциите со вежбање кои го комбинираат физичкиот тренинг со промени во исхраната даваат значително поголеми подобрувања кај крвните модели за биолошка возраст отколку вежбањето како изолирана мерка [22].

Во едногодишно рандомизирано контролирано испитување на 107 постари возрасни лица со дебелина, само исхраната и исхраната комбинирана со вежбање ја намалиле биолошката возраст според KDM за 2,4 и 2,2 години, соодветно [22]. За разлика од тоа, самото вежбање резултирало со статистички незначајно намалување од 0,2 години, слично како и кај контролната група [22]. Сепак, комбинацијата од исхрана и вежбање постигнала најголемо намалување кај хомеостатската дисрегулација (-1,1) и кај резултатите од индексот за здраво стареење (-1,1), надминувајќи ги ефектите на секоја метода поединечно [22]. Слично на тоа, мултимодалните интервенции што комбинираат вежбање, насоки за исхрана и таргетирана поддршка на цревниот микробиом во период од 12 недели доведоа до забавување на DunedinPACE за 2,2%, заедно со значително намалување на епигенетските маркери поврзани со бубрежната функција (DNAmCystatinC) [15].

Временска рамка потребна за мерливи промени во биомаркерите

Забележувањето сигурни промени во метриката за биолошка возраст целосно зависи од избраниот метод на тестирање [12]:

• Од 4 до 12 недели (рутински крвни панели): Клиничките маркери вклучени во PhenoAge и во рутинските панели за долговечност — вклучувајќи високосензитивен CRP (целна вредност < 0,5 mg/L), гликоза на гладно, албумин (4,5–5,0 g/dL) и процент на лимфоцити (> 28%) — значително се менуваат во рок од 8 до 12 недели со структурирано вежбање и промени во животниот стил [12, 20]. Таргетираните програми за промена на животниот стил покажаа намалување на биолошката возраст од 1 до 5 години во период од 8 недели [3, 11, 20].
• Од 12 недели до 6 месеци (часовници за темпо на стареење): Динамичните епигенетски алгоритми како DunedinPACE можат да регистрираат мерливо забавување на темпото на биолошкото стареење во рок од 12 недели по започнување на мултимодална интервенција [15, 20].
• Од 6 до 12 месеци (статични часовници за метилација на ДНК): На епигенетските часовници како GrimAge и DNAm PhenoAge им се потребни подолги периоди на интервенција [12, 20]. Бидејќи платформите за тестирање на ДНК-метилацијата (како што е Illumina EPIC низата) покажуваат варијабилност при повторени мерења од просечно 3 години, потребни се интервали за повторно тестирање од најмалку 6 до 12 месеци на исти платформи за анализа, со цел да се разликуваат вистинските биолошки промени од аналитичкиот шум [11].