Как занятие фитнесом влияет на структуру ДНК

Июнь 19, 2019 Рубрика: Научная база
Как занятие фитнесом влияет на структуру ДНК

Сегодня ученые знают, что наследственность – не приговор. Генетически обусловленную склонность к набору веса, диабету, сердечно-сосудистым и другим заболеваниям можно преодолеть, качественно меняя свой образ жизни. Спорт – одна из тех вещей, которая может изменить если не все, то очень многое. Какое влияние оказывает занятие фитнесом на ДНК?

Что такое метаболическая тренировка?

фитнес и днкМетаболическая тренировка – разновидность тренинга, направленного на улучшение возможностей определенных энергетических систем. Метаболическая тренировка в традиционном смысле сравнивается с интервальной тренировкой – высокоинтесивными упражнениями, которые прерываются важными интервалами отдыха. Метаболические тренировки не только приносят удовольствие и отнимают меньше времени в течение дня, но также увеличивают способность выполнять упражнения в высоком темпе и позволяют «сжигать» больше калорий уже после окончания тренировки. Такая тренировка увеличивает выработку тестостерона или гормона роста (помогает поддерживать мышечную массу, несмотря на процесс сжигании калорий). Цель такой тренировки – выполнение большого количества упражнения в короткий срок.

Интенсивные тренировки в спортивном зале могут изменить способ регулирования генов. То, как спортивные упражнения могут изменить ДНК, изучили ученые Каролинского института (Швеция). Глядя на образцы мышц, взятые у здоровых добровольцев до и после тренировки, команда обнаружила измененные паттерны метилирования – это процесс, при котором изменяются некоторые основания ДНК. Это само по себе довольно необычно, поскольку считалось, что метилирование во взрослых клетках, таких как мышечные клетки, необратимо.

Оказалось, что наши мышцы пластичны. Они приспосабливаются к тому, что вы делаете. Если вы не используете их, мышцы будут уменьшаться в размере, поскольку организму нет смысла расходывать на них энергию и продукты питания. Метилирование с помощью специальных ферментов, которое используется для замедления или выключения производства генов в определенное время, чаще всего встречается в генах, продуцирующих белки. Эти белки контролируют экспрессию ряда других генов в клетке.

Используя биопсию ткани, взятую из мышц бедра 14 добровольцев, которые занимались не часто, до и через 20 минут после интенсивных упражнений, исследователи обнаружили:

  • частичное деметилирование трех генов. Эти гены участвуют в регулировании других генов, связанных с выработкой энергии из сахара;
  • что существуют спортивные занятие, оказывающие влияние на ДНК, и связь между уровнями деметилирования и физической нагрузкой. У добровольцев, которые выполняли самые тяжелые упражнения, были самые высокие уровни деметилирования;
  • что внешние факторы, такие как физические упражнения, могут изменять молекулярные процессы и экспрессию генов.

Ученые сходятся во мнении, что тренировка на выносливость вызывает изменения в организме, которые влияют на то, как мы используем наши гены, и она действительно очень полезна для здоровья.

На какие гены влияют упражнения по фитнесу

Учены обнаружили целый ряд генов, которые могут изменяться под воздействием физической активности:

  • ген PPARG – регулирует экспрессию многочисленных генов, участвующих в контроле клеточного энергетического гомеостаза, липидного обмена, действия инсулина и дифференцировки адипоцитов и имеет связь с появлением ожирения, сахарного диабета. Некоторые исследования показали, что кардиотренировки и аэробные нагрузки могут регулировать активность гена и способоствовать предотвращению метаболических заболеваний, таких как диабет 2 типа;
  • ген FABP2 – белок, связывающий жирные кислоты, и его полиморфизмы также могут увеличивать риски абдоминального ожирения и диабета 2 типа. При этом полиморфизм Ala54Thr может давать предрасположенность к занятию теми видами спорта, которые требуют хорошей выносливости;
  • ADRB2 – участвует в процессе превращения жира в энергию. Его полиморфизм 27Gln/Glu у людей с высокоуглеводным рационом повышает риски ожирения
  • TCF7L2 – участвует в гомеостазе глюкозы в крови. Варианты этого гена связаны с повышенным риском развития диабета 2 типа.

Это только некоторые гены, которые могут изменяться под воздействием физической активности. Какие упражнения по занятию фитнесом меняют структуру этих генов? Многие исследования подчеркивают, что это должна быть высокоинтенсивная тренировка с большим расходом энергии.

Как анализ ДНК поможет эффективнее заниматься спортом?

ДНК-тесты сегодня предлагают достаточно дешевый способ узнать не только о наличии предрасположенности к тем или иным заболеваниям и состояниям, но и о том, в каком виде спорта человек может достичь больших успехов.

В этом генетикам помогает несколько генов. Один из них – ACTN3 R577X. Этот ген обычно вырабатывает белок -актинин-3, который помогает производить быстрые мышечные сокращения, используемые в спринте и силовых видах спорта. Вариант R577X – распространенная версия этого гена, который производит меньше этого белка. Следовательно, у людей с таким вариантом мышечные ткани будут расти медленнее.

Человек без копий гена варианта R577X демонстрирует более высокие показатели, чем в среднем, в спринте и силовых видах спорта, таких как дзюдо. Человек с двумя копиями этого гена должен быть эффективен в длинных дистанциях или в выносливых видах спорта. Человек с одной копией каждого варианта будет находиться между двумя этими крайностями.

Выносливость человека определяется несколькими факторами – способностью его организма эффективно восполнять запасы энергии и экономно их расходывать. Вариации еще одного гена, VEGFR2, связаны с тем, насколько хорошо организм противостоит усталости. Роль генов выносливости сегодня все еще изучается учеными.

Мы выяснили, какое влияние оказывает занятие фитнесом на ДНК, но в какой степени сама ДНК определяют спортивные способности? Никто не знает ответ наверняка, и это зависит от того, как конкретно вы определяете спортивные способности. Большинство исследований показывают, что генетика вносит значительный вклад в спортивные результаты, но это очень трудно отследить. Например, очень сложно количественно оценить футбол. В большинстве исследований рассматриваются конкретные конечные точки: как сильно ген влияет на мышечные волокна или максимальную аэробную емкость, потому что эти конечные точки легко измерить с точки зрения исследований. Если попытаться разобраться, оказывается, что целых 50% мышечной силы определяется генетическими факторами.

Но что это значит? Можно сказать, что существует какой-то наследственный компонент, который повышает производительность, но какое влияние он оказывает и какие именно гены в этом участвуют? И важно еще вот что – насколько предсказуемы эти гены? Сегодня ученые еще ничего об этом не знают. Генетики только слегка прикоснулись к возможности найти генетические преимущества, ведь в геноме 20000 генов. А ген ACTN3 пока что единственное самое убедительное доказательство связи наследственности и спортивных достижений.

Вы действительно можете пройти тест на выявление спортивных талантов и обсудить его результаты со своим тренером. Спортивные ДНК-тесты также могут отчасти предсказать риски получения той или иной травмы. Это вариации таких генов, как COL5A1, COL1A1, MMP3. Их наличие может быть связано с повышенными рисками разрыва ахиллового сухожилия, отека легких при фридайвинге. Однако даже эта информация не может быть главным аргументов в выборе подходящего вида спорта. В любом случае всегда важно проконсультироваться со спортивным врачом и тренером.

Генетический тест – только один из инструментов подбора подходящего вида спорта. Но ученые предостерегают от злоупотребления такими тестами в отношении детей. Родители должны поддерживать участие детей в занятиях спортом независимо от их способностей. Но тест можно использовать, чтобы мотивировать ленивого или скептически настроенного ребенка заниматься спортом.

Понравился пост? Подпишитесь на обновления сайта
Теги:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *