Як заняття фітнесом впливає на структуру ДНК

Сьогодні вчені знають, що спадковість - не вирок. Генетично обумовлену схильність до набору ваги, діабету, серцево-судинних та інших захворювань можна подолати, якісно змінюючи свій спосіб життя. Спорт - одна з тих речей, яка може змінити якщо не все, то дуже багато чого. Який вплив робить заняття фітнесом на ДНК?

Що таке метаболічна тренування?

Метаболічна тренування - різновид тренінгу, спрямованого на поліпшення можливостей певних енергетичних систем. Метаболічна тренування в традиційному сенсі порівнюється з інтервального тренуванням - високоінтесівнимі вправами, які перериваються важливими інтервалами відпочинку. Метаболічні тренування не тільки приносять задоволення і віднімають менше часу протягом дня, але також збільшують здатність виконувати вправи у високому темпі і дозволяють «спалювати» більше калорій вже після закінчення тренування. Таке тренування збільшує вироблення тестостерону або гормону росту (допомагає підтримувати м'язову масу, не дивлячись на процес спалювання калорій). Мета такого тренування - виконання великої кількості вправи в короткий термін.

Інтенсивні тренування в спортивному залі можуть змінити спосіб регулювання генів. Те, як спортивні вправи можуть змінити ДНК, вивчили вчені Каролінського інституту (Швеція). Дивлячись на зразки м'язів, взяті у здорових добровольців до і після тренування, команда виявила змінені патерни метилування - це процес, при якому змінюються деякі підстави ДНК. Це саме по собі досить незвично, оскільки вважалося, що метилування в дорослих клітинах, таких як м'язові клітини, є незворотнім.

Виявилося, що наші м'язи пластичні. Вони пристосовуються до того, що ви робите. Якщо ви не використовуєте їх, м'язи будуть зменшуватися в розмірі, оскільки організму немає сенсу расходивать на них енергію і продукти харчування. Метилирование за допомогою спеціальних ферментів, яке використовується для уповільнення або виключення виробництва генів в певний час, найчастіше зустрічається в генах, які продукують білки. Ці білки контролюють експресію ряду інших генів в клітці.

Використовуючи біопсію тканини, взяту з м'язів стегна 14 добровольців, які займалися не часто, до і через 20 хвилин після інтенсивних вправ, дослідники виявили:

• часткове деметилювання трьох генів. Ці гени беруть участь в регулюванні інших генів, пов'язаних з виробленням енергії з цукру;
• що існують спортивні заняття, що впливають на ДНК, і зв'язок між рівнями деметилирования і фізичним навантаженням. У добровольців, які виконували найважчі вправи, були найвищі рівні деметилирования;
• що зовнішні чинники, такі як фізичні вправи, можуть змінювати молекулярні процеси і експресію генів.

Вчені сходяться на думці, що тренування на витривалість викликає зміни в організмі, які впливають на те, як ми використовуємо наші гени, і вона дійсно дуже корисна для здоров'я.

На які гени впливають вправи з фітнесу

Вчені виявили цілий ряд генів, які можуть змінюватися під впливом фізичної активності:

• ген PPARG - регулює експресію численних генів, що беруть участь в контролі клітинного енергетичного гомеостазу, ліпідного обміну, дії інсуліну і диференціювання адипоцитів і має зв'язок з появою ожиріння, цукрового діабету. Деякі дослідження показали, що кардиотренировки і аеробні навантаження можуть регулювати активність гена і способоствовать запобігання метаболічних захворювань, таких як діабет 2 типу;
• ген FABP2 - білок, що зв'язує жирні кислоти, і його поліморфізм також можуть збільшувати ризики абдомінального ожиріння і діабету 2 типу. При цьому поліморфізм Ala54Thr може давати схильність до заняття тими видами спорту, які вимагають гарної витривалості;
• ADRB2 - бере участь в процесі перетворення жиру в енергію. Його поліморфізм 27Gln / Glu у людей з високоуглеводной раціоном підвищує ризики ожиріння
• TCF7L2 - бере участь в гомеостазі глюкози в крові. Варіанти цього гена пов'язані з підвищеним ризиком розвитку діабету 2 типу.

Це тільки деякі гени, які можуть змінюватися під впливом фізичної активності. Які вправи по заняття фітнесом змінюють структуру цих генів? Багато досліджень підкреслюють, що це повинна бути високоінтенсивних тренування з великою витратою енергії.

Як аналіз ДНК допоможе ефективніше займатися спортом?

ДНК-тести сьогодні пропонують досить дешевий спосіб дізнатися не тільки про наявність схильності до тих чи інших захворювань і станів, а й про те, в якому виді спорту людина може досягти великих успіхів.

У цьому генетикам допомагає кілька генів. Один з них - ACTN3 R577X. Цей ген зазвичай виробляє білок -актінін-3, який допомагає проводити швидкі м'язові скорочення, використовувані в спринті і силових видах спорту. Варіант R577X - поширена версія цього гена, який виробляє менше цього білка. Отже, у людей з таким варіантом м'язові тканини будуть рости повільніше.

Людина без копій гена варіанти R577X демонструє більш високі показники, ніж в середньому, в спринті і силових видах спорту, таких як дзюдо. Людина з двома копіями цього гена повинен бути ефективний в довгих дистанціях або в витривалих видах спорту. Людина з однією копією кожного варіанта буде знаходитися між двома цими крайнощами.

Витривалість людини визначається кількома факторами - здатністю його організму ефективно заповнювати запаси енергії і економно їх расходивать. Варіації ще одного гена, VEGFR2, пов'язані з тим, наскільки добре організм протистоїть втоми. Роль генів витривалості сьогодні все ще вивчається вченими.

Ми з'ясували, який вплив надає заняття фітнесом на ДНК, але в якій мірі сама ДНК визначають спортивні здібності? Ніхто не знає відповідь напевно, і це залежить від того, як саме ви визначаєте спортивні здібності. Більшість досліджень показують, що генетика вносить значний вклад в спортивні результати, але це дуже важко відстежити. Наприклад, дуже складно кількісно оцінити футбол. У більшості досліджень розглядаються конкретні кінцеві точки: як сильно ген впливає на м'язові волокна або максимальну аеробну ємність, тому що ці кінцеві точки легко виміряти з точки зору досліджень. Якщо спробувати розібратися, виявляється, що цілих 50% м'язової сили визначається генетичними факторами.

Але що це означає? Можна сказати, що існує якийсь спадковий компонент, який підвищує продуктивність, але який вплив він робить і які саме гени в цьому беруть участь? І важливо ще ось що - наскільки передбачувані ці гени? Сьогодні вчені ще нічого про це не знають. Генетики тільки злегка доторкнулися до можливості знайти генетичні переваги, адже в геномі 20000 генів. А ген ACTN3 поки що єдине найпереконливіший доказ зв'язку спадковості і спортивних досягнень.

Ви дійсно можете пройти тест на виявлення спортивних талантів і обговорити його результати зі своїм тренером. Спортивні ДНК-тести також можуть частково передбачити ризики отримання тієї чи іншої травми. Це варіації таких генів, як COL5A1, COL1A1, MMP3. Їх наявність може бути пов'язано з підвищеними ризиками розриву ахіллового сухожилля, набряку легенів при фрідайвінг. Однак навіть ця інформація не може бути головним аргументів у виборі відповідного виду спорту. У будь-якому випадку завжди важливо проконсультуватися зі спортивним лікарем і тренером.

Генетичний тест - тільки один з інструментів підбору підходящого виду спорту. Але вчені застерігають від зловживання такими тестами по відношенню до дітей. Батьки повинні підтримувати участь дітей в заняттях спортом незалежно від їх здібностей. Але тест можна використовувати, щоб мотивувати ледачого або скептично налаштованого дитини займатися спортом.