Trening ved hjertesvikt reprogrammerer en lang rekke gener i hjertemuskulaturen til det sunnere. Vi fant 932 gener som var signifikant påvirket av hjertesvikt hos rotter som ikke trente. Hos rotter som trente fem dager i uka i åtte uker, var bare 174 gener signifikant påvirket av svikten. Nesten 50 gener var uttrykt signifikant forskjellig hos rotter med hjertesvikt ut fra om de hadde trent eller ikke.

Vi valgte ut 16 av genene for videre analyser. Mange av dem viste seg også å være påvirket av hjertesvikt hos mennesker, og vi identifiserte særlig enzymet prolin dehydrogenase som et interessant angrepspunkt for nye hjertesviktmedisiner. Genuttrykket for enzymet er lavt ved hjertesvikt, men øker ved trening. Da vi slo av genet i hjertemuskelceller fra mennesker, doblet nivåene av hjertesviktmarkøren BNP seg. Da vi derimot stimulerte til overproduksjon av prolin dehydrogenase, økte prosesser som er viktige for energiproduksjon og -omsetning i hjertemuskelceller. 

Les hele forskningsartikkelen:
Exercise reveals proline dehydrogenase as a potential target in heart failure

Tidsskrift: Progress in Cardiovascular Diseases
Publisert 10. mars 2019

Tilbake til toppen

Det skjer endring i transkripsjonen av tusenvis av gener i muskelceller som utsettes for høyt metabolsk stress. Både fettstoffet palmitat og det betennelsesdannende stoffet tumornekrosefaktor-alfa gir en tydelig oppregulering av betennelsesgener, mens gener koblet til muskelsammentrekning blir nedregulert. Begge disse prosessene er viktige for normal muskelfunksjon og normalt stoffskifte og energiproduksjon i muskulaturen.

Metabolsk stress fører også til stor endring i aktiviteten til såkalte enhancere, som kan påvirke uttrykket av gener selv om de ikke ligger i umiddelbar nærhet av genene. Mange av enhancerne som endrer aktivitet, ligger i genetiske områder som tidligere er koblet til BMI, midje-hofte-ratio, insulinresistens og type 2-diabetes. De fleste enhancer-regionene som ble påvirket av metabolsk stress, ble funnet i ikke-kodende deler av DNA-et. Funnene fra studien kan være et viktig skritt på veien mot å identifisere flere gener som bidrar til utvikling av metabolske sykdommer.

Les hele forskningsartikkelen:
Skeletal muscle enhancer interactions identify genes controlling whole-body metabolism

Tidsskrift: Nature Communications
Publisert 1. juni 2020

Tilbake til toppen

Den viktigste grunnen til at utholdenhetstrening forbedrer det maksimale oksygenopptaket, er at treningen gjør hjertet i stand til å pumpe mer blod for hvert slag. Dette slagvolumet øker delvis fordi trening gjør hjertemuskelen større, tykkere og sterkere, slik at hjertet tømmes bedre for blod for hver slag. I tillegg fører trening til at hjertet kan fylles med mer blod mellom hvert slag, blant annet fordi hjertekamrene blir mer elastiske. Trening kan til og med reversere en del av svekkelsene og skadene vi ser i funksjonen og strukturen til syke hjerter, for eksempel etter hjerteinfarkt. Trening øker også aktiveringen av det parasympatiske nervesystemet, noe som blant annet bidrar til både lavere hvilepuls og sunnere naturlig variasjon i hjerterytmen fra slag til slag.

I en ny artikkel publisert i Nature Metabolism oppsummerer våre forskere de fysiologiske effektene trening har på hjertet og noen av de molekylære mekanismene som forklarer de gunstige tilpasningene. Forskning på disse mekanismene er svært viktig hvis vi i framtida skal kunne utvikle effektive hjertemedisiner for personer som ikke er i stand til å trene fysisk. Mye er fortsatt usikkert på dette feltet, men vi vet at utholdenhetstrening fører til omprogrammering av tusenvis av gener som er viktige for hjertet. Et trent hjerte har økt kapasitet til å forbrenne fettsyrer, og her er flere av mekanismene kartlagt helt ned på molekyl-nivå. Det samme gjelder treningseffekter på flere molekyler som gjør at hjertet vokser seg større på en sunn måte.

Les hele forskningsartikkelen:
Exercise and cardiac health: physiological and molecular insights

Tidsskrift: Nature Metabolism
Publisert 17. august 2020

Tilbake til toppen

Vi har oppdaget et nytt gentranskript som bidrar til å motvirke tap av muskelmasse når vi blir eldre ved å stimulere til vekst av raske, eksplosive muskelfibre. Nivåene av RNA-tråden CYTOR i skjelettmuskulaturen øker når vi trener styrke, men synker når vi blir eldre. Ved å bruke svært avansert genterapi klarte vi imidlertid å øke produksjonen av CYTOR og stimulere til muskeloppbyggende prosesser i forløpere til muskelceller fra eldre mennesker. Hos mus med muskelsvinn på grunn av manipulert lave Cytor-nivåer, førte genterapien til at nivåene av Cytor økte og muskelmassen og muskelstyrken ble gjenopprettet. Og da vi klonet menneskelig CYTOR inn i rundormen Caenorhabditis elegans, forsinket vi aldringsprosessen slik at ormene bevarte sterkere, mer funksjonelle muskler, beveget seg raskere og levde lenger enn ormer som ikke fikk samme behandling. Dermed kan vi ha lagt grunnlaget for en ny behandlingsform mot muskelsvinn hos eldre.

Det aller meste av arvematerialet vårt koder ikke for protein-sekvenser, og CYTOR er en lang, ikke-kodende RNA-tråd som befinner seg i dette mørke DNA-et i skjelettmuskelceller. Blant de mange ikke-kodende RNA-transkriptene som endret uttrykk i lårmuskulaturen til mennesker etter styrketrening, fant vi ut at CYTOR-nivåene endret seg aller mest. Vi viste deretter at trening øker nivåene av Cytor i skjelettmuskulatur hos flere typer mus og rotter, og at høye Cytor-nivåer bidrar til å bevare sterke, eksplosive type II-muskelfibre. Vi avdekket også at eldre mennesker med en spesifikk genvariant som øker nivåene av CYTOR, har høyere gangkapasitet enn de som hadde andre varianter av dette genet. Studien er et samarbeidsprosjekt mellom CERG og to forskningsgrupper i Sveits og Danmark.

Les hele forskningsartikkelen:
The exercise-induced long noncoding RNA CYTOR promotes fast-twitch myogenesis in aging

Tidsskrift: Science Translational Medicine
Publisert 8. desember 2021

Tilbake til toppen