Влияние физкультуры на ДНК

04.01.2015

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 Каролинского института (Швеция). 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 экологических условий. 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 остается 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 велотренажере. 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 трехмесячных 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 них регулировало энергетику клетки, воспалительные процессы и клеточную реакцию на инсулин. В нетренированных ногах ничего подобного найти не удалось. Результаты работы опубликованы в журнале Epigenetics.

Значит, можно без преувеличения сказать, что занятия спортом влияют на ДНК, и в результате в нашей физиологии и в нашем самочувствии происходят определенные перемены. Хотя, конечно, сразу возникает вопрос: а если перестать заниматься спортом, как долго сохранится измененная 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 счет других молекулярно-клеточных процессов, запускаемых физическими упражнениями.

<< Назад: Структурная краска 05.01.2015

>> Вперед: Грибы помогут утилизировать пластиковые отходы 04.01.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Глобальное исследование пресной воды 28.07.2022 Миссия Surface Water and Ocean Topography (SWOT) проведет исследование более 95% озер, рек и водохранилищ Земли. Исследователи имеют возможность измерить уровень воды только в нескольких тысячах озер на планете и почти не располагают данными о важных речных системах планеты. Но эта проблема решена благодаря сотрудничеству между Французским космическим агентством Centre National d'Etudes Spatial (CNES) с участием Канадского космического агентства и Космического агентства Соединенного Королевства, сообщается в агентстве NASA, которое также участвует в сотрудничестве. Запустить спутник SWOT планируется в ноябре этого года с базы космических сил Ванденберг в Калифорнии. В настоящее время инженеры и техники завершают работу над SWOT на объекте Thales Alenia Space в Каннах, Франция. Это поможет лучше понять круговорот воды на Земле и будет способствовать лучшему управлению водными ресурсами, а также расширит знания о том, как изменение климата влияет на озера, реки и водохранилища. SWOT может измерить более 95% озер Земли, площадь которых превышает 6 гектаров, и рек, ширина которых превышает 100 метров. Над океаном спутник сможет "видеть" такие элементы, как вихри, менее 100 километров.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025