Έντεκα νεαροί πυροσβέστες πέρασαν από μια αυστηρή εκπαιδευτική άσκηση, μεταφέροντας έως και 40 κιλά εξοπλισμό σε λοφώδες έδαφος κατά τη διάρκεια μιας άσκησης 45 λεπτών στον ήλιο της Καλιφόρνια. Γάντια, κράνη, φακοί, γυαλιά και πολλά άλλα τους βάραιναν καθώς έκαναν σπριντ στην ύπαιθρο φορώντας πυρίμαχα ρούχα για να δείξουν ότι ήταν έτοιμοι να υπηρετήσουν ως πυροσβέστες στην άγρια περιοχή.
Όταν τελείωσε η εκπαίδευση, πήγαν αμέσως στην ιατρική σκηνή, όχι για να ξεκουραστούν και να αναρρώσουν, αλλά για να δώσουν δείγματα από αίμα, σάλιο και ούρα για ανάλυση από μια ομάδα επιστημόνων εξοπλισμένων.
Στη συνέχεια, οι επιστήμονες από το Pacific Northwest National Laboratory του Υπουργείου Ενέργειας ανέλυσαν περισσότερα από 4.700 μόρια -πρωτεΐνες, λιπίδια και μεταβολίτες- από καθέναν από τους πυροσβέστες, προσπαθώντας να καταλάβουν τι συμβαίνει όταν το σώμα υποβάλλεται σε έντονη άσκηση.
Η μέτρηση και η ερμηνεία των δεδομένων από χιλιάδες τέτοιες μετρήσεις είναι μια ειδικότητα των επιστημόνων του Pacific Northwest National Laboratory που διερευνούν ζητήματα που σχετίζονται με την κλιματική επιστήμη και την ανθρώπινη υγεία αναλύοντας εκατομμύρια ευαίσθητες μετρήσεις χρησιμοποιώντας φασματομετρία μάζας κάθε χρόνο.
«Το θερμικό στρες μπορεί να είναι απειλητικό για τη ζωή», δήλωσε η Kristin Burnum-Johnson, συγγραφέας της μελέτης. «Θέλαμε να ρίξουμε μια εις βάθος ματιά στο τι συμβαίνει στο σώμα και να δούμε αν είμαστε σε θέση να ανιχνεύσουμε τον κίνδυνο από την εξάντληση στα πρώτα στάδια. Ίσως μπορούμε να μειώσουμε τον κίνδυνο έντονης άσκησης για τους αθλητές και τα μέλη του στρατού».
Όπως ήταν αναμενόμενο, η ομάδα εντόπισε εκατοντάδες μοριακές αλλαγές στους πυροσβέστες. Οι διαφορές πριν και μετά την άσκηση υπογράμμισαν τις προσπάθειες του σώματος για επιδιόρθωση των ιστών, τη διατήρηση της ισορροπίας των υγρών, τις προσπάθειες να συμβαδίσει με την αυξημένη ζήτηση ενέργειας και οξυγόνου και τις προσπάθειες του σώματος να επιδιορθώσει και να αναγεννήσει τις πρωτεΐνες και άλλες σημαντικές ουσίες.
Αλλά στο σάλιο, η ομάδα βρήκε κάποια απροσδόκητα αποτελέσματα. Υπήρχε μια αλλαγή στο μικροβιακό μείγμα του στόματος -στο στοματικό μικροβίωμα- δείχνοντας ότι το σώμα ήταν όλο και περισσότερο σε επιφυλακή για βακτηριακούς εισβολείς. Οι επιστήμονες είδαν επίσης μείωση στα μόρια σηματοδότησης για τη φλεγμονή και την καταπολέμηση των ιογενών λοιμώξεων.
Η μείωση της φλεγμονής έχει νόημα για άτομα που ασκούνται έντονα. Η λιγότερη φλεγμονή επιτρέπει στους ανθρώπους να αναπνέουν τον αέρα πιο γρήγορα, ικανοποιώντας την ανυπόμονη ζήτηση του σώματος για περισσότερο οξυγόνο. Έχοντας λιγότερα σήματα φλεγμονής, στο αναπνευστικό σύστημα βοηθιέται το σώμα να βελτιώσει την αναπνοή και τη ροή του αίματος.
Λιγότερη φλεγμονή, καλύτερη αναπνοή
Ωστόσο, η λιγότερη φλεγμονή αφήνει το σώμα πιο ευάλωτο σε ιογενή αναπνευστική λοίμωξη -αυτό ακριβώς που έχουν σημειώσει άλλοι επιστήμονες σε αθλητές και άλλους που ασκούνται έντονα. Μερικές μελέτες έχουν δείξει ότι ένα άτομο έχει έως και διπλάσιες πιθανότητες να προσβληθεί από ιογενή λοίμωξη του αναπνευστικού τις ημέρες μετά από μια ιδιαίτερα έντονη προπόνηση.
«Οι άνθρωποι που είναι σε καλή φυσική κατάσταση μπορεί να είναι πιο επιρρεπείς σε ιογενή αναπνευστική λοίμωξη αμέσως μετά από έντονη άσκηση. Η λιγότερη φλεγμονώδης δραστηριότητα για την καταπολέμηση μιας λοίμωξης θα μπορούσε να είναι μια αιτία», δήλωσε ο Ernesto Nakayasu, συγγραφέας της εργασίας. Σημειώνει ότι η εργασία παρέχει μια μοριακή βάση για όσα έχουν παρατηρήσει οι κλινικοί γιατροί στους ασθενείς τους που κάνουν επίπονες προπονήσεις.
Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι τα ευρήματα αυτά θα βοηθήσουν να εξηγηθεί γιατί μερικοί άνθρωποι είναι πιο ευάλωτοι σε λοίμωξη του αναπνευστικού μετά από μια προπόνηση.
Περισσότερες πληροφορίες: Ernesto S. Nakayasu et al, Elucidating regulatory processes of intense physical activity by multi-omics analysis, Military Medical Research (2023). DOI: 10.1186/s40779-023-00477-5.
