Все знают, что физические упражнения могут сделать нас здоровее и уменьшить риск таких заболеваний, как диабет и болезни сердца. Но, каким образом бег или езда на велосипеде могут трансформироваться в улучшение здоровья, оставалось не совсем понятно.
Новое исследование выявило, что упражнения меняют форму и функционирование наших генов.
Человеческий геном чрезвычайно сложен и динамичен: гены постоянно активизируются либо принимают пассивное состояние в зависимости от тех биохимических сигналов, которые получает тело. Когда гены активны, они синтезируют белки, которые вызывают физиологическую реакцию во всем организме. Изменения функционирования генов (эпигенетические изменения) происходят вне генов, главным образом в ходе процесса, называемого метилирование ДНК. В результате этого процесса группы атомов — метильные группы — прикрепляются к наружной стороне генов, как микроскопические моллюски, и делают ген более или менее способным к принятию и реагированию на биохимические сигналы тела, говорится в статье.
Ученым известно, что схемы метилирования меняются в зависимости от стиля жизни, но мало что было известно о связи между метилированием и упражнениями.
Исследователи из Каролинского института в Стокгольме привлекли 23 молодых и здоровых мужчин и женщин, которые подверглись физическим тестам и медицинским анализам, включая мускульную биопсию в лаборатории. Участников эксперимента попросили на протяжении 3 месяцев тренировать на велотренажере только одну ногу. Это было сделано, поскольку обе ноги в любом случае подвергались бы влиянию на схемы метилирования за счет всего образа жизни субъектов исследования, тогда как одна рабочая нога показывала только изменения, связанные с упражнениями, говорится в статье.
Через 3 месяца ученые подвергли молодых людей повторным тестам. Используя сложные анализы генома, исследователи установили: что касается генов мускульных клеток рабочей ноги, то более 5 тыс. областей обрели новые схемы метилирования. Многие из изменений метилирования произошли на участках геномов, известных как энхансеры, — они регулируют активность гена за счет усиления синтеза протеинов. Активность генов заметно усилилась или изменилась в тысячах генов мускульных клеток, изученных исследователями.
Большая часть генов, о которых идет речь, как известно, оказывает влияние на метаболизм энергии, выделение инсулина и воспаление мускулов. Иными словами, они влияют на здоровье и физическую форму наших мускулов и организма в целом. Благодаря тренировкам на выносливость (…) мы можем вызвать изменения, которые влияют на то, как мы используем наши гены и как благодаря этому мы получаем более здоровые и функциональные мускулы, которые, в конечном итоге, улучшают наше качество жизни – пояслняет выпускница магистратуры Каролинского института Мален Линдхольм, руководившая исследованием.