«Хорошо известно, что малоподвижный образ жизни опасен и что регулярная физическая активность улучшает здоровье, качество жизни и ожидаемую продолжительность жизни», — говорит профессор Карл Йохан Сундберг, главный исследователь кафедры физиологии и фармакологии. "Однако неясно, как именно в организме индуцируются положительные эффекты тренировок. Это исследование показывает, что эпигенетика играет важную роль в адаптации скелетных мышц к тренировкам на выносливость."
Эпигенетику можно описать просто как временные биохимические изменения в геноме, вызванные различными формами воздействия окружающей среды. Одним из типов эпигенетических изменений является метилирование, когда метильная группа добавляется или удаляется из основания в молекуле ДНК, не затрагивая исходную последовательность ДНК.
Если гены рассматривать как аппаратную часть клеток, то эпигенетику можно рассматривать как их программное обеспечение.
В текущем исследовании участвовали 23 молодых и здоровых мужчины и женщины, которые выполняли велоспорт на одной ноге под наблюдением, где нетренированная нога служила контролем. Волонтеры участвовали в 45-минутных тренировках четыре раза в неделю в течение трех месяцев.
Производительность измерялась на обеих ногах до и после тренировки. При биопсии скелетных мышц были измерены маркеры метаболизма скелетных мышц, статус метилирования 480 000 сайтов в геноме и активность более 20 000 генов.
Результаты показывают, что существует сильная связь между эпигенетическим метилированием и изменением активности 4000 генов в целом. Гены, связанные с областями генома, в которых уровни метилирования увеличились, участвовали в адаптации скелетных мышц и метаболизме углеводов, в то время как степень метилирования снижалась в областях, связанных с воспалением.
Интересным и потенциально очень важным новым открытием было то, что большинство эпигенетических изменений произошло в регуляторных областях нашего генома, так называемых энхансерах. Эти последовательности в нашей ДНК часто расположены далеко от фактических генов, которые они регулируют, по сравнению с так называемыми промоторными областями, которые традиционно считались контролирующими большую часть активности генов.
«Мы обнаружили, что тренировки на выносливость скоординированным образом влияют на тысячи участков метилирования ДНК и генов, связанных с улучшением мышечной функции и здоровья», — говорит Карл Йохан Сундберг. "Это может иметь большое значение для понимания и лечения многих распространенных заболеваний, таких как диабет и сердечно-сосудистые заболевания, а также для того, чтобы поддерживать хорошую мышечную функцию на протяжении всей жизни. Интересно, что мы также увидели, что существуют эпигенетические различия между мужскими и женскими скелетными мышцами, что может иметь важное значение для разработки методов лечения с учетом гендерных факторов в будущем."