Popularne Wiadomości
Ćwiczenia mogą zmienić nasze DNA
Ćwiczenia zmieniają kształt i funkcjonowanie naszych genów, wynika z nowego badania.
Wejdź do epigenetyki, procesu, w którym zmienia się działanie genów, ale nie samego DNA. Wszyscy wiemy, że ćwiczenia fizyczne mogą poprawić naszą sprawność i zmniejszyć ryzyko chorób, takich jak cukrzyca i choroby serca. Ale to, jak bieganie lub jazda na rowerze może przełożyć się na zdrowsze życie od początku do końca, pozostaje zdumiewające.
Teraz nowe badania donoszą, że odpowiedź może leżeć po części w naszym DNA. Nowe badanie stwierdza, że ćwiczenia fizyczne zmieniają kształt i funkcjonowanie naszych genów, stanowiąc ważny przystanek na drodze do poprawy zdrowia i sprawności fizycznej.
czarny chrząszcz w pomarańczowe paski
Genom człowieka jest zdumiewająco złożony i dynamiczny, a geny stale się włączają i wyłączają, w zależności od sygnałów biochemicznych, jakie otrzymują z organizmu. Kiedy geny są włączone, wyrażają białka, które wywołują reakcje fizjologiczne w innych częściach ciała.
Naukowcy wiedzą, że w wyniku ćwiczeń pewne geny stają się aktywne lub cichsze. Ale nie rozumieli, skąd te geny wiedzą, jak reagować na ćwiczenia.
Wejdź do epigenetyki, procesu, w którym zmienia się działanie genów, ale nie samego DNA. Zmiany epigenetyczne zachodzą na zewnątrz genu, głównie poprzez proces zwany metylacją. W metylacji skupiska atomów, zwane grupami metylowymi, przyczepiają się na zewnątrz genu, jak mikroskopijne mięczaki i sprawiają, że gen jest mniej lub bardziej zdolny do odbierania i reagowania na sygnały biochemiczne z organizmu.
Naukowcy wiedzą, że wzorce metylacji zmieniają się w odpowiedzi na styl życia. Na przykład spożywanie określonych diet lub wystawienie na działanie zanieczyszczeń może zmienić wzorce metylacji niektórych genów w naszym DNA i wpłynąć na ekspresję białek przez te geny. W zależności od tego, które geny są zaangażowane, może to również wpływać na nasze zdrowie i ryzyko chorób.
O wiele mniej wiadomo o ćwiczeniach i metylacji. Kilka małych badań wykazało, że pojedyncza seria ćwiczeń prowadzi do natychmiastowych zmian we wzorcach metylacji niektórych genów w komórkach mięśniowych. Nie jest jednak jasne, czy długoterminowy, regularny trening fizyczny wpływa na metylację lub jak to robi.
Tak więc do badania opublikowanego w tym miesiącu w Epigenetics naukowcy z Instytutu Karolinska w Sztokholmie zrekrutowali 23 młodych i zdrowych mężczyzn i kobiety, zabrali ich do laboratorium na serię testów sprawności fizycznej i medycznych, w tym biopsję mięśni, a następnie poprosili ich ćwiczyć połowę swoich dolnych części ciała przez trzy miesiące.
Jedną z przeszkód w dokładnym badaniu zmian epigenetycznych w przeszłości było to, że tak wiele aspektów naszego życia wpływa na nasze wzorce metylacji, co utrudnia oddzielenie efektów ćwiczeń od efektów diety lub innych zachowań.
Naukowcy z Karolinska przezwyciężyli tę przeszkodę prostym wybiegiem polegającym na tym, że ich wolontariusze jeżdżą na rowerze tylko jedną nogą, pozostawiając drugą niećwiczoną. W efekcie każda osoba stała się swoją własną grupą kontrolną. Obie nogi podlegałyby wzorcom metylacji, na które miało wpływ całe jego życie; ale tylko noga pedałująca pokaże zmiany związane z ćwiczeniami.
Ochotnicy pedałowali na jednej nodze w umiarkowanym tempie przez 45 minut, cztery razy w tygodniu przez trzy miesiące. Następnie naukowcy powtórzyli biopsje mięśni i inne testy z każdym ochotnikiem.
mały brązowy pająk z białymi plamami na grzbiecie
Nic dziwnego, że ćwiczona noga ochotników była teraz silniejsza niż druga, co pokazuje, że ćwiczenia przyniosły poprawę fizyczną.
Ale zmiany w DNA komórek mięśniowych były bardziej intrygujące. Korzystając z zaawansowanej analizy genomicznej, naukowcy ustalili, że ponad 5000 miejsc w genomie komórek mięśniowych ćwiczonej nogi ma teraz nowe wzorce metylacji. Niektóre wykazały więcej grup metylowych; trochę mniej. Ale zmiany były znaczące i nie znaleziono ich w niećwiczonej nodze.
Co ciekawe, wiele zmian metylacji dotyczyło części genomu znanych jako wzmacniacze, które mogą wzmacniać ekspresję białek przez geny. Ekspresja genów była zauważalnie zwiększona lub zmieniona w tysiącach genów komórek mięśniowych, które badali naukowcy.
Wiadomo, że większość omawianych genów odgrywa rolę w metabolizmie energetycznym, odpowiedzi insulinowej i zapaleniu mięśni. Innymi słowy, wpływają na to, jak zdrowe i sprawne stają się nasze mięśnie – i ciała.
chrząszcze na zdjęciach domów
Nie zmieniono ich w niećwiczonej nodze.
W rezultacie naukowcy lepiej rozumieją jeszcze jeden krok w skomplikowanych, wieloaspektowych procesach, które sprawiają, że ćwiczenia są dla nas tak dobre.
Jednak wiele tajemnic wciąż pozostaje, mówi Malene Lindholm, absolwentka Instytutu Karolinska, która kierowała badaniem. Nie wiadomo na przykład, czy zmiany genetyczne obserwowane przez nią i jej współpracowników będą się utrzymywać, jeśli ktoś przestanie ćwiczyć i jak różne ilości lub różne rodzaje ćwiczeń mogą wpływać na wzorce metylacji i ekspresję genów. Ona i jej koledzy mają nadzieję zbadać te pytania w przyszłych badaniach.
Ale przesłanie tego badania jest jednoznaczne. Poprzez trening wytrzymałościowy – zmianę stylu życia, która jest łatwo dostępna dla większości ludzi i nie kosztuje dużo pieniędzy, powiedział Lindholm, możemy wywołać zmiany, które wpływają na sposób, w jaki wykorzystujemy nasze geny, a dzięki temu uzyskujemy zdrowsze i bardziej funkcjonalne mięśnie, które ostatecznie poprawiają się. nasza jakość życia.