Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • medtech
  • ММИФ-2018
  • Vitacoin

Спортивная эпигенетика

Как физкультура влияет на ДНК

Кирилл Стасевич, «Наука и жизнь»

Мы настолько привыкли говорить, что занятия спортом укрепляют мышцы, защищают от сердечно-сосудистых болезней и диабета и вообще продлевают жизнь, что даже не задумываемся, что здесь происходит с точки зрения физиологии, биохимии, клеточной биологии и т. д. Конечно, можно предположить, что увеличение мышечной массы при постоянных упражнениях есть следствие изменившейся активности каких-то генов – но что там за гены и, главное, как именно регулируется их активность? Между тем до самого последнего времени никто на этот вопрос более-менее конкретного ответа дать не мог.

Отчасти проблему решает последняя работа Карла Йохана Сундберга (Carl Johan Sundberg) и его коллег из шведского Каролинского института (см. сообщение Long-term endurance training impacts muscle epigenetics). Они решили проверить, не меняются ли под действием физического напряжения эпигенетические маркеры на человеческой ДНК. Эпигенетические механизмы регуляции генетической активности – они из самых универсальных и действенных (и одни из самых изучаемых), так что было бы странно пройти мимо них.

Известно, что занятия спортом выключают одни гены и включают другие; с другой стороны, также давно известно, что эпигенетика человеческих клеток зависит от образа жизни и условий окружающей среды. Например, некоторые загрязняющие вещества стимулируют перераспределение метильных групп, прикрепляемых к ДНК специальными ферментами; в свою очередь, активность генов зависит от того, есть ли на них метильные группы или нет. Также есть сведения, что на метильный рисунок на ДНК влияет диета. (Сама последовательность ДНК при этом не меняется, порядок азотистых оснований – генетических букв – в гене остаётся прежний, почему такие механизмы и называются эпигенетическими, то есть работающими не внутри генов, а поверх них.)

В то же время почти ничего не известно о том, как на метилирование ДНК влияет физическая нагрузка. В некоторых работах говорится, что кратковременная сильная нагрузка немедленно приводит к эпигенетическим последствиям. А если, не подвергая себя откровенному стрессу, просто регулярно тренироваться – скажутся ли такие тренировки на метильной регуляции активности генов?

В эксперименте шведских исследователей участвовали чуть более двух десятков молодых мужчин и женщин, которые должны были три месяца заниматься на велотренажёре. Однако крутить педали они должны были только одной ногой. Дело в том, что эпигенетические механизмы весьма чувствительны ко всему, что с нами происходит, и было бы довольно сложно сказать, действительно ли наблюдаемые изменения произошли из-за тренировки, или обусловлены какими-то предыдущими жизненными обстоятельствами конкретного человека. И ведь с кем-то другим его не сравнишь. А вот одну ногу с другой сравнить можно, прошлые эпигенетические модификации у них будут одинаковы.

До и после трёхмесячных занятий добровольцы выполняли разные тесты, до и после у них брали биопсию мышц ноги. Разумеется, к концу эксперимента одна нога стала явно сильнее другой. Но при этом примерно в 5 000 точек на ДНК тренированной ноги изменился метильный рисунок; где-то метилирование усилилось, где-то ослабело. Соответственно, изменилась и активность ряда генов, большинство из которых регулировало энергетику клетки, воспалительные процессы и клеточную реакцию на инсулин. В нетренированных ногах ничего подобного найти не удалось. Результаты работы опубликованы в журнале Epigenetics (Lindholm et al., An integrative analysis reveals coordinated reprogramming of the epigenome and the transcriptome in human skeletal muscle after training).

Значит, можно без преувеличения сказать, что занятия спортом влияют на ДНК, и в результате в нашей физиологии и в нашем самочувствии происходят определённые перемены. Хотя, конечно, сразу возникает вопрос: а если перестать заниматься спортом, как долго сохранится изменённая картина генетической активности, как долго метильные группы будут оставаться на своих местах на ДНК? Впрочем, физиология клетки зависит не только от эпигенетических механизмов, и «физкультурное» состояние может поддерживаться за счёт других молекулярно-клеточных процессов, запускаемых физическими упражнениями.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
24.12.2014

Читать статьи по темам:

физическая активность экспрессия генов эпигенетика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Генетика образа жизни

По результатам новейших исследований, наши гены не статичны. Геном человека – открытая система, чутко реагирующая на особенности рациона, образа жизни, а также на внешние факторы, например на состояние окружающей среды.

читать

Почему от физкультуры умнеют?

Занятия физкультурой приводят к увеличению в мозге концентрации белка ирисина, обладающего нейропротективным эффектом, усилению экспрессии нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) и активации генов, ответственных за когнитивные функции.

читать

Почему от физкультуры худеют?

Физическая активность вызывает в клетках жировой ткани изменение экспрессии генов, связанных с развитием ожирения и диабета. У участников эксперимента за полгода не изменились ни вес, ни ИМТ, зато фигуры стали спортивнее, а показатели здоровья – лучше, чего и вам желаем :)

читать

Физкультура не спасает мышцы от старения

Анализ белкового и генетического профиля старения мышечной ткани показал, что физические упражнения не замедляют процесс ее старения, а 25% людей вообще неспособны наращивать мышцы независимо от их упорства и тяжести тренировок.

читать

Чтобы восстановить состарившиеся мышцы, заблокируйте миостатин

Даже пациенты с пониженной мышечной массой, обусловленной подавлением функции сателлитных клеток, способны к некоторому восстановлению мышечного тонуса с помощью лекарственной терапии, блокирующей активность миостатина.

читать

Ключевой механизм атрофии скелетной мускулатуры

Белок Gadd45a изменяет экспрессию примерно 600 генов, связанных с атрофией мышц, увеличивая количество матричных РНК, которые разрушают белки мышечных клеток или подавляют их синтез.

читать