Bagaimana olahraga membantu mencegah kerusakan DNA dan masalah pembuluh darah terkait usia

Sebuah studi hewan baru-baru ini oleh para peneliti dari Departemen Kedokteran Internal di Universitas Utah di Salt Lake City menyelidiki peran kerusakan DNA dalam pembuluh darah dan sistem kardiovaskular yang menua.

Mereka menemukan bahwa peningkatan olahraga dikaitkan dengan berkurangnya kerusakan DNA dalam sel yang melapisi pembuluh darah. Ini dapat membantu menjelaskan bagaimana olahraga bahkan di kemudian hari dapat mengurangi risiko aterosklerosis.

Dipimpin oleh Jisook Lim, PhD, seorang rekan postdoctoral di Universitas Utah, para peneliti akan mempresentasikan temuan mereka di kTT Fisiologi Amerikatitle="KTT Fisiologi Amerika | Masyarakat Fisiologis Amerika">-Pertemuan tahunan American Physiological Society-di Long Beach, California. Konferensi ini adalah 4-7 April 2024.

Bagaimana olahraga melindungi kesehatan pembuluh darah seiring bertambahnya usia?

Seiring bertambahnya usia, risiko penyakit kardiovaskular dan masalah kardiovaskular lainnya meningkat. Ini biasanya karena aterosklerosis - akumulasi zat lemak pada membran lendir pembuluh darah.

Ketika plak ini tumbuh, mereka mempersempit pembuluh darah, meningkatkan risiko kejadian kardiovaskular seperti serangan jantung atau sapuan.

Untungnya, fisik olahraga dapat secara signifikan mengurangi risiko dari aterosklerosis. Bahkan olahraga pada orang tua dapat memperlambat pembentukan plak dan meningkatkan hasil kardiovaskular.

Namun, memahami dengan tepat bagaimana manfaat olahraga kesehatan kardiovaskular terbukti lebih sulit. Sebuah studi baru berfokus pada satu mekanisme yang mungkin: kerusakan DNA.

Kerusakan DNA dan Telomer: Pemain Kunci dalam Penuaan

Seiring bertambahnya usia, ada kehilangan fungsi yang lambat dalam banyak aspek fisiologi kita. Bagian dari penurunan ini adalah karena kerusakan DNA.

Kerusakan DNA terjadi karena berbagai alasan, dan mekanisme perbaikan DNAtitle="Perubahan perbaikan DNA selama penuaan - PMC">Menjadi lebih rentan kesalahan pada usia yang lebih tua.

Para ahli percaya bahwa kerusakan DNA bermain peran sentral dalam proses penuaantitle="Peran sentral kerusakan DNA dalam proses penuaan - PMC">Dan tampaknya memainkan peran penting dalam penurunan pembuluh darah kita seiring bertambahnya usia.

Telomer adalah DNA "topi" di ujung kromosom-mereka melindungi mereka dari kusut dan keributan. Untuk alasan ini panjang telomer adalah indikator usia biologis - panjang yang lebih pendek dikaitkan dengan banyak penyakit terkait usia, termasuk penyakit kardiovaskulartitle="Perbatasan | Panjang telomer dan risiko penyakit kardiovaskular: studi pengacakan Mendelian">.

Telomer dalam sel yang melapisi pembuluh darah sangat rentan terhadap kerusakan oleh kekuatan yang disebut "stres geser."

"Semakin tinggi kecepatan darah dan semakin kecil diameter arteri, semakin tinggi stres geser," jelas Jan Malik, M.D., M.P.H., seorang profesor di Rumah Sakit Umum Universitas di Praha, Republik Ceko, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Meskipun tubuh kita memiliki sistem untuk mengatasi stres ini, ketika pembuluh darah terganggu aliran darah terganggu. Gangguan ini meningkatkan gesekan yang dialami oleh sel-sel yang melapisi pembuluh darah, yang meningkatkan risiko aterosklerosis.

Malik, yang telah menerbitkan makalah tentang topik tersebut, memberi tahu kami bahwa "perubahan stres geser sangat penting untuk pengembangan aterosklerosis."

Studi Universitas Utah yang sedang berlangsung meneliti apakah olahraga dapat mengurangi risiko kardiovaskular dengan meminimalkan kerusakan DNA dan melindungi telomer.

Aktivitas fisik yang lebih tinggi dikaitkan dengan lebih sedikit kerusakan DNA

Para peneliti di University of Utah memantau 15 tikus jantan selama 4 minggu di kandang dengan roda treadmill. Mereka membaginya menjadi tiga kategori tergantung pada seberapa jauh jarak yang mereka jalankan setiap hari:

• Cepat
• Pelari moderat
• Pergerakan rendah.

Di akhir penelitian, para ilmuwan mengumpulkan jaringan dari aorta hewan, pembuluh darah yang melaluinya darah mengalir dari jantung. Mereka mempelajari berbagai bagian aorta yang mengalami berbagai tingkat stres geser.

Secara khusus, mereka fokus pada dua jenis sel:

• Sel endotel yang melapisi bagian dalam pembuluh darah;
• Sel otot polos pembuluh darah ditemukan di dinding pembuluh darah.

Mereka kemudian menilai kerusakan DNA sel dan mengevaluasi seberapa baik telomer mereka berfungsi.

Analisis mereka menunjukkan bahwa peningkatan aktivitas fisik dikaitkan dengan lebih sedikit kerusakan DNA dan peningkatan fungsi telomer dalam sel endotel tetapi tidak pada sel otot polos pembuluh darah.

Penelitian sebelumnya juga menunjukkan bahwa otot polos pembuluh darah tidak rusak pada tingkat yang sama dengan sel endotel, yang menghadapi kekuatan penuh aliran darah.

Menurut penelitian abstrak, secara umum, "jumlah latihan aerobik berbanding terbalik dengan kerusakan DNA dan disfungsi telomer." Ini berarti bahwa hewan yang paling banyak berolahraga memiliki jumlah kerusakan dan disfungsi paling sedikit.

Apa yang disediakan studi ini?

Studi ini menambah semakin banyak bukti bahwa olahraga dapat memberikan manfaat kesehatan dengan melindungi terhadap kerusakan DNA dan melindungi fungsi telomer.

"Dengan mengungkapkan berbagai respons daerah aorta yang mengalami pola aliran darah yang berbeda dan jenis sel terhadap latihan aerobik," Lim menjelaskan dalam siaran pers, "penelitian ini akan memberikan fondasi yang kuat untuk pendekatan terperinci dan individual untuk intervensi kesehatan kardiovaskular."

Para ilmuwan telah mempelajari hubungan antara olahraga dan telomer selama beberapa waktu. Sebagai contoh, sebuah studi 2013 menunjukkan bahwa pelari ultramarathon memiliki telomer lebih lama daripada peserta kontrol yang sehat.

Studi lain juga menemukan hubungan antara kebugaran fisik dan panjang telomer.