Новое исследование продемонстрировало, что бетаин, молекула, вырабатываемая в почках, количество которой возрастает при регулярных физических упражнениях, является мощным ингибитором воспалительных процессов и старения.
Польза физических упражнений для здоровья хорошо известна, однако их молекулярные механизмы до конца не изучены. Ученые провели комплексный мультиомиксный анализ для сравнения эффектов краткосрочных и долгосрочных физических упражнений у здоровых мужчин. Кратковременные физические нагрузки вызывают преходящие реакции, в то время как регулярные упражнения приводят к адаптивным изменениям, в частности замедляют клеточное старение и воспаление, а также улучшают метаболизм бетаина.
Обогащение организма бетаином в результате физических упражнений, частично за счет биосинтеза в почках, оказывает геропротекторное действие и предотвращает возрастное ухудшение состояния здоровья у мышей. Бетаин связывается с TANK-связывающей киназой 1 (TBK1) и ингибирует её, тем самым замедляя процесс старения. Эти результаты систематически раскрывают молекулярные преимущества физических упражнений и выделяют бетаин как потенциальный имитатор физических нагрузок для поддержания здорового старения.
Об исследовании
Тринадцать здоровых молодых мужчин приняли участие в контролируемом эксперименте. Он начался с 45-дневного базового периода, в течение которого они вели минимальную физическую активность. Каждый из них выполнил один забег на 5 км для оценки острой реакции организма. Затем в течение 25 дней они ежедневно пробегали по 5 км для моделирования долгосрочных тренировок. Образцы крови и кала были взяты до, сразу после и после тренировки.
Интенсивные тренировки вызвали всплеск воспалительных процессов в организме. После одной тренировки резко повысился уровень интерлейкина-6 (IL6), сопровождающийся маркерами метаболического напряжения. Анализы крови показали повышение уровня неэтерифицированных жирных кислот и изменения в метаболизме желчных кислот, что свидетельствует о повышенной потребности в энергии.
Длительные тренировки в течение нескольких недель привели к дальнейшим изменениям. Уровень циркулирующих цитокинов, включая TNF-α, снизился, накопились антиоксидантные ферменты, а периферические иммунные клетки стали более «наивными» и менее истощёнными.
Исследователи отметили снижение уровня гамма-глутамилтрансферазы и триглицеридов, что указывает на улучшение метаболических функций и ослабление воспалительных процессов.
Повторные физические нагрузки также способствовали повышению уровня циркулирующего бетаина — метаболита, являющегося донором метильных групп. Ранее его связывали с функцией печени, но не изучали в контексте физических нагрузок. Бетаин, по-видимому, производится в основном в почках, а не кишечными микроорганизмами. Эксперименты на мышах показали, что тренировки на беговой дорожке вызывают накопление бетаина в основном в почечной ткани.
Функциональные тесты показали, что бетаин связывается с TANK-связывающей киназой 1 (TBK1) (фермент с киназной активностью) и ингибирует её. TBK1 - ключевой фактор воспаления и клеточного старения.
Исследования in vitro продемонстрировали, что бетаин подавляет аутофосфорилирование TBK1 и снижает последующую активацию воспалительных факторов транскрипции, таких как IRF3 и NF-κB. При воздействии на иммунные и эндотелиальные клетки человека бетаин снижал экспрессию TNF-α, IL-6 и других медиаторов воспаления.
Бетаин как добавка вместо физических упражнения
У пожилых мышей, которым давали добавки с бетаином, были отмечены многочисленные улучшения: уменьшение фиброза тканей, снижение уровня маркеров старения в органах, увеличение мышечной силы и снижение проявлений депрессии. Транскриптомное профилирование почечной ткани показало снижение экспрессии генов, связанных с воспалением и старением.
Результаты исследования предоставляют молекулярную основу для разработки методов, позволяющих использовать преимущества физических упражнений, включая пищевые добавки с бетаином, для поддержания здорового старения.
Хотя добавка, имитирующая физические упражнения, вероятно, будет востребована многими, она также может принести терапевтическую пользу людям, которые не могут заниматься физической активностью. Авторы исследования отмечают, что небольшая выборка ограничивает возможность обобщения результатов, и призывают к проведению будущих исследований для подтверждения безопасности и эффективности добавки для пожилых людей и различных групп населения.
Синтез бетаина
Основным источником эндогенного бетаина (триметилглицина) в организме человека действительно является его синтез в почках и печени, а не продукция кишечными микроорганизмами.
Вот ключевые моменты:
Основной путь синтеза: Бетаин образуется в результате двухступенчатого окисления холина:
Холин → Бетаинальдегид (катализируется холиндегидрогеназой, ChDH).
Бетаинальдегид → Бетаин (катализируется бетаинальдегиддегидрогеназой, BADH).
Этот процесс происходит преимущественно в митохондриях клеток почечных канальцев и гепатоцитов (клеток печени).
Роль кишечной микробиоты: Хотя некоторые кишечные бактерии способны синтезировать бетаин, их вклад в общий пул бетаина в организме человека считается относительно небольшим по сравнению с синтезом в почках и печени. Микробиота скорее влияет на метаболизм холина и бетаина косвенно, конкурируя за эти соединения как источники метильных групп или осмолитов.
Пищевые источники - Главный путь поступления: Наиболее значимым источником бетаина для человека является диета. Богатые источники включают:
Свёкла (особенно много)
Шпинат, мангольд, лебеда
Зародыши пшеницы
Рожь, ячмень, булгур
Некоторые морепродукты
Клиническое подтверждение: Нарушение функции почек (например, хроническая болезнь почек) часто сопровождается снижением уровня эндогенного бетаина в плазме крови, что подтверждает ключевую роль почек в его производстве.
Источник информации Lingling Geng et al, Systematic profiling reveals betaine as an exercise mimetic for geroprotection, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.06.001