Hoạt động thể chất dẫn đến đáp ứng đa cơ quan đối với nhu cầu năng lượng tăng, nhu cầu oxy tăng và những tổn thương ở mô [1]. Nhu cầu tăng, vượt quá khả năng đáp ứng có thể có thể dẫn đến kiệt sức, giảm hiệu năng và tăng nhạy cảm đối với chấn thương hay bệnh tật [2 – 4]. Hiểu rõ những phản ứng/quy trình sảy ra trong cơ thể trong giai đoạn này có thể cải thiện hiệu năng của con người và phòng ngừa bệnh tật ở các nhóm công việc đòi hỏi thể chất cao như lính cứu hỏa, cảnh sát cơ động, quân đội và vận động viên [5].
Một nghiên cứu đã được tiến hành nhằm làm áng tỏ cơ chế điều hòa của cơ thể trước các hoạt động thể chất cường độ cao thông qua việc phân tích multi-omics. Bài viết tóm tắt nghiên cứu nhằm giúp quý vị đồng nghiệp cập nhật nghiên cứu thú vị này, đồng thời có thêm cơ sở để tư vấn cho những bệnh nhân có đặc điểm nghề nghiệp phù hợp.
Tóm tắt nghiên cứu
Để tìm hiểu quy trình điều hòa của cơ thể trong điều kiện thực đối với các hoạt động thể chất cường độ cao, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích multi-omics với 3 mẫu dịch sinh học: huyết tương, nước tiểu và nước bọt. Những mẫu sinh học này được thu thập từ 11 lính cứu hỏa trước và sau 45 phút khi chế độ vận động thể chất cường độ cao bắt đầu. Chế độ vận động thể chất cường độ cao bao gồm leo núi trong suốt 45 phút, với tốc độ cao trên địa hình dốc đứng mà vẫn mặc bộ đồng phục của lính cứu hỏa (nặng từ 9 – 20 kg). Đặc điểm omics trước và sau khi vận động được phân tích và so sánh để suy đoán những cơ chế điều hòa có thể xảy ra [5].
Kết quả phân tích multi-omics tổng cộng của cả 3 mẫu sinh học định danh và định lượng được 3835 protein, 730 lipid và 182 chất chuyển hóa. Kết quả phân tích huyết tương cho thấy dấu hiệu của tổn thương mô. Mẫu phân tích huyết tương cũng cho thấy dấu hiệu điều biến miễn dịch và tái tạo protein. Những phát hiện này gợi ý rằng việc vận động cường độ cao có thể gây tổn thương mô và các đáp ứng sửa chữa được bắt đầu ngay lập tức. Sự thay đổi lớn trong chuyển hóa lipid, glycosis và chu trình Krebs cũng được qan sát. Sở dĩ những quy trình chuyển hóa này được tăng cường có thể là để đáp ứng nhu cầu năng lượng tăng cao của cơ thể [5].
Hình 1. Những dấu chỉ của các quá trình điều hòa sau khi vận động cường độ cao
Kết quả phân tích nước tiểu cho thấy có sự điều hòa đồng thời và mạnh mẽ của 6 trong số 8 protein từ hệ renin-angiotensin, nhằm hỗ trợ nhu cầu bài tiết của các sản phẩm dị hóa tăng cao, tái hấp thu chất dinh dưỡng và duy trì cân bằng dịch [5].
Kết quả phân tích mẫu nước bọt thấy nồng độ của 3 cytokine tiền viêm giảm. Đây có thể là đáp ứng thích nghi của cơ thể đối với vận động cường độ cao để cải thiện hô hấp và cung lượng tuần hoàn. Ngoài ra, phân tích mẫu nước bọt cho thấy nồng độ của 8 antimicrobial peptide tăng. Sự thay đổi này có thể gây ra những thay đổi trong hệ microbiome đường miệng [5].
Nhằm làm rõ những hậu quả đối với sức khỏe của nhứng đáp ứng phân tử xảy ra khi vận động cường độ cao, nhóm nghiên cứu đồng thời tiến hành một tổng quan hệ thống (systematic-review). Kết quả cho thấy các triệu chứng liên quan đến hô hấp cao hơn có ý nghĩa sau khi vận động cường độ cao. Kết quả của các tổng quan hệ thống khác cũng đồng thuận với kết quả này [5].
Bàn luận
Nghiên cứu đã phát hiện những dấu chỉ của các cơ chế điều hòa trong dịch sinh học, gợi ý việc duy trì cân bằng nội môi khi vận động thể chất cường độ cao có thể làm tăng sự nhạy cảm của cơ thể đối với nhiễm khuẩn. Điều này cho thấy việc cảnh báo về các bệnh hô hấp có thể có lợi cho những người làm việc trong lĩnh vực yêu cầu thể chất cao.
Tài liệu tham khảo
- Hawley JA, Hargreaves M, Joyner MJ, Zierath JR. Integrative biology of exercise. Cell. 2014;159(4):738–49.
- Friganovic A, Selic P, Ilic B, Sedic B. Stress and burnout syndrome and their associations with coping and job satisfaction in critical care nurses: a literature review. Psychiatr Danub. 2019;31(Suppl 1):21–31.
- Adrian AL, Skeiky L, Burke TM, Gutierrez IA, Adler AB. Sleep problems and functioning during initial training for a high-risk occupation. Sleep Health. 2019;5(6):651–7.
- Sugden C, Athanasiou T, Darzi A. What are the effects of sleep deprivation and fatigue in surgical practice?. Semin Thorac Cardiovasc Surg. 2012;24(3):166–75.
- Nakayasu, E.S., Gritsenko, M.A., Kim, YM. et al. Elucidating regulatory processes of intense physical activity by multi-omics analysis. Military Med Res 10, 48 (2023). https://doi.org/10.1186/s40779-023-00477-5
