På idrottsanläggningen Gerdahallen i Lund möts en grupp personer med KOL för att påbörja ett träningspass ihopsatt av forskare inom fysio­terapi vid L­unds och Uppsala universitet. Några hundra meter uppför gatan, i ett laboratorium fyllt av datorskärmar och mikroskop, undersöks sedan vad som skett i cellerna och lungorna hos dem som ingår i studien. Det här är berättelsen om hur olika specialiteter inom vetenskaps­världen korsar sina vägar i jakten på att förstå hur våra celler och lungor reagerar på något så fundamentalt som träning.

I Sverige beräknas runt 700 000 personer ha KOL, kroniskt obstruktiv lungsjukdom. Forskarna vill nu kartlägga vad som sker i lungorna på molekylär nivå hos 80 personer som planeras inkluderas i studien när de följer träningsprogrammet. Tre gånger i veckan tränar de, två gånger tillsammans och en gång hemma. Totalt pågår programmet under 12 veckor i Lund och i Uppsala.

Träningens påverkan mäts

Deltagarnas lungfunktion mäts vid tre olika tillfällen; innan de påbörjar tränings­programmet, halvvägs in och slutligen när träningsprogrammet avslutas. Resultaten jämförs för att se hur deltagarnas lungor påverkats av träningen.

– Det är känt att träning hjälper både förebyggande och vid flera olika sjukdomar och tillstånd, men vi vet inte så mycket om vad som sker på en molekylär nivå.

Därför vill vi ta reda på hur konditions- och styrketräning kan förbättra lungfunktionen, säger Caroline Larsson, legitimerad fysioterapeut och forskare vid Lunds universitet med fokus på hur rörelse påverkar människans hälsa och rehabilitering.

Nybildning av lungceller

Kartläggning av molekyler kan av­slöja sjukdomsmekanismer och ge forskarna vägledning att identifiera nya behandlingsmål. Detta öppnar dörren för utveckling av innovativa behandlingar, skräddarsydda för att rikta in sig på de specifika förändringar som driver sjukdomsförloppet. Molekyler som förändras vid träning och som leder till förbättring i lungfunktionen är så klart extra intressanta.

Även en lunga som drabbats av KOL har friska områden. Forskarnas hypotes är att i gränsområdet mellan frisk och sjuk lungvävnad skulle frisk vävnad kunna nybildas om cellerna ges rätt förutsättningar.

– Vi hoppas att det går att trigga denna nybildning genom träning och att lungfunktionen därigenom förbättras. Men om träningen ger sådan effekt återstår att se, säger Caroline Larsson.

Cellgymmet

Precis som andra vävnader i kroppen, är lungvävnaden uppbyggd av celler och något som kallas extracellulärt matrix, som omger cellerna. Det kan liknas vid en byggnadsställning och utan den har lungcellerna inget att fästa vid, och heller inget sätt att ta emot signaler från olika molekyler i kroppen.

– Om man jämför med brosk så vet vi att brosk i leder utsätts för belastning hela tiden, annars förlorar de sin styrka och funktion. Och muskler som inte tränas blir försvagade. Även celler behöver rätt stimulans för att bygga upp rätt funktion i den extracellulära matrixen. Och rörelsen är lika viktig som miljön som cellen befinner sig i, i vävnaden. Det är ett väldigt komplext system där alla delar spelar in för att få rätt funktion i slutändan, säger Linda Elowsson, forskare inom lungbiologi vid Lunds universitet.

Olika elasticitet

En av forskarna som deltar i studien, universitetslektor Jakob Lönndahl vid Lunds tekniska högskola, har utvecklat en mätteknik där studiedeltagaren andas in ofarliga nanopartiklar. Med hjälp av en beräkningsmodell kan man då få ett mått på hur stora lung­alveolerna (lungblåsor) är och hur mycket hålrum och nedbruten vävnad som finns. Det är där gasutbytet med kapillärerna sker och just där man vill ha en god funktion i lungvävnaden.

– Beroende på om lungvävnaden är sjuk eller frisk, så skiljer den sig åt i elastiscitet och täthet, vilket ger cellen olika stimulans av stretchrörelsen som uppstår vid träning. Om man har för stora hål i vävnaden, har inte cellen så många punkter att fästa sig vid, förklarar Linda Elowsson.

Hon har byggt ett träningslabb där hon tränar celler genom att projicera belastning på de vävnader som de odlar cellerna i.

– Apparaten vi har tagit fram kan programmeras med olika belastningsmönster, och kan därmed efterlikna den belastning som cellerna utsätts för i vävnadssnitten vid både vila och olika typer av träning, berättar Linda Elowsson.

Såväl cellerna som del­tagarna i studien tränar vidare under hösten 2023, där­efter väntar nya deltagare. De första resultaten från studien beräknas kunna redovisas under våren 2024.

TEXT: Tove Smeds

Artikeln publicerades i Vetenskap & Hälsa 2023-11-03.