Mit okoz a sportolás az
szervezetben, hogyan képes csökkenteni például a cukorbetegség és a
szívbetegség kockázatát? Úgy tűnik, szó szerint átírja a DNS-ünket.
A sportolás – az új kutatás szerint –
megváltoztatja a génjeink alakját és működését, ami befolyásolja egészségi
állapotunkat és fittségünket.
Az emberi genom lenyűgözően komplex
és dinamikus, a gének folyamatosan be- vagy kikapcsolódnak attól függően, hogy
a szervezetből milyen biokémiai jeleket érzékelnek. Ha a gének bekapcsolódnak,
fehérjéket bocsátanak ki, amelyek azonnali fiziológiai választ váltanak ki
valahol a szervezetben.
A tudósok ismerik, hogy a sportolás
eredményeképpen bizonyos gének aktívak vagy inaktívak lesznek. Azt azonban még
nem értik, hogy ezek a bizonyos gének honnan tudják, hogy miként kell
reagálniuk a sporttevékenységre.
Az alapok
Lássuk az epigenetikát, tehát azt a
folyamatot, amelynek során a gének – de nem az egész DNS – működése változik.
(Az epigenetika a gének olyan öröklődési formájának vizsgálata, amely nem jár
együtt a DNS szekvenciájának megváltozásával.)
Epigenetikus változások a gén külső
felületén jelentkeznek, jellemzően a metilációnak nevezett folyamat során. A
metiláció során az atomok egy csoportja – amelyeket metil csoportnak nevezünk –
egy mikroszkopikus méretű puhatestűhöz hasonlóan hozzátapad a gén külső felületéhez,
és ezzel többé-kevésbé alkalmassá teszi a gént arra, hogy felfogja és reagáljon
a szervezetből érkező ingerekre.
A kutatók ismerik, hogy a metilációs
minták változása összefügg az életmóddal. Ha például diétázunk vagy szennyező
anyagokkal érintkezünk, akkor a DNS-ünk néhány génjén lévő metilációs minták
megváltozhatnak, ami hatással van arra, hogy milyen fehérjéket bocsásson ki az
a bizonyos gén. Attól függően, hogy milyen gének érintettek a folyamatban,
hatással lehet még akár az egészségünkre vagy betegségkockázatunkra is.
Hogyan zajlik mindez a sport esetében?
Sokkal kevesebbet tudunk a sport és a
metiláció kapcsolatáról.
Csak néhány kisebb tanulmányt ismerünk, amely arról szól, hogy egy edzés azonnali változásokat indít el az izomsejtekben lévő gének metilációs mintáiban. Az azonban már nem világos, hogy az aktív, rendszeres sportolás hat-e, illetve miként hat a metilációra.
Csak néhány kisebb tanulmányt ismerünk, amely arról szól, hogy egy edzés azonnali változásokat indít el az izomsejtekben lévő gének metilációs mintáiban. Az azonban már nem világos, hogy az aktív, rendszeres sportolás hat-e, illetve miként hat a metilációra.
Az Epigenetics című folyóiratban 2014
decemberében közölt tanulmány szerint a
stockholmi Karolinska Intézet kutatói 23 fiatal, egészséges férfit és nőt
toboroztak, hogy egy laboratóriumban a fizikai teljesítőképességüket mérjék fel
és orvosi vizsgálatot végezzenek rajtuk, melynek során izombiopszia is történt,
majd arra kérték őket, hogy három hónapon keresztül eddzék az alsó testük egyik
felét, tehát gyakorlatilag az egyik lábukat.
Az epeigenetikus változások
tanulmányozásának egyik akadálya az volt a múltban, hogy az életünk annyiféle
aspektusa hat a metilációs mintázatok változására, hogy ez nagyon
megnehezítette elkülöníteni a sportolás, a diéta és a viselkedés hatásait.
A vizsgálat
A Karolinska kutatói egy egyszerű
megoldással kerülték meg ezt az akadályt: arra kérték az önkénteseiket, hogy
csak az egyik lábukkal biciklizzenek, és a másikkal ne végezzenek edzéseket.
Ennek eredményeképpen minden kísérleti személynek megvolt a saját
kontrollcsoportja is. Mindkét lábukon kialakultak metilációs mintázatok az
életmódjuk eredményeképpen, ám a sportolás következtében csak a pedálozást
végző lábukban történtek változások.
Az önkéntesek három hónapon
keresztül, hetente négy alkalommal, 45 percig bicikliztek egy lábbal. Ezt
követően a kutatók megismételték az izombiopsziát és a többi vizsgálatot az
önkénteseken.
Nem meglepően a tesztalanyoknak erősebb volt az a lába, amellyel edzettek, ez is bizonyította, hogy a sportolás hat a fizikai teljesítőképességre.
Az izomsejtek DNS-ében végbement változások viszont ennél is lenyűgözőbbek voltak. Részletes génvizsgálatot végezve a kutatók megállapították, hogy a tréningezett láb izomsejtjeinek genomjában több mint 5000 szakaszon alakult ki új metilációs mintázat. Néhány esetben több metil csoport, néhány esetben kevesebb mutatkozott. A változások azonban szignifikánsak voltak, és a nem tréningezett lábban nem voltak kimutathatók.
Nem meglepően a tesztalanyoknak erősebb volt az a lába, amellyel edzettek, ez is bizonyította, hogy a sportolás hat a fizikai teljesítőképességre.
Az izomsejtek DNS-ében végbement változások viszont ennél is lenyűgözőbbek voltak. Részletes génvizsgálatot végezve a kutatók megállapították, hogy a tréningezett láb izomsejtjeinek genomjában több mint 5000 szakaszon alakult ki új metilációs mintázat. Néhány esetben több metil csoport, néhány esetben kevesebb mutatkozott. A változások azonban szignifikánsak voltak, és a nem tréningezett lábban nem voltak kimutathatók.
Érdekes módon a legtöbb metilációs
mintázat változása azokban a genom csoportokban ment végbe, amelyeket a gének
által történő fehérjekibocsájtás intenzitását segítik elő. A génkifejeződés
(génexpresszió) érzékelhetően nőtt, illetve változott a kutatók által vizsgált
izomsejtgének ezreiben.
A legtöbb szóban forgó gén az izomban
végbementő energia metabolizmusban, az inzulin válaszban és a gyulladásokban
játszik szerepet. Más szóval azért felelősek, hogy mennyire egészségesek és
fittek az izmaink és a szervezetünk.
Ilyen változások nem történtek az edzetlen lábban.
Ilyen változások nem történtek az edzetlen lábban.
Az eredmények
Mindennek az az eredménye, hogy a
tudósok már jobban értik annak a bonyolult, sok összetevős folyamatnak az egyik
lépését, amely a sportolást olyan jó hatásúnak ismeri el.
Még sok titok maradt – mondta Malene Lindholm, a Karolinska Intézet végzős hallgatója, a kutatás vezetője. Nem tudjuk például azt sem, hogy azok a genetikus változások, amelyeket ő és a kutatótársai megfigyeltek, még akkor is kitartanak-e, amikor valaki éppen abbahagyja a sportolást egy időre, és milyen típusú és intenzitású sportok hatnak a metilációs mintázatokra és a génexpresszióra. A kutatásvezető reméli, hogy ezekre a kérdésekre is hamarosan választ találnak a kutatás folytatása során.
Még sok titok maradt – mondta Malene Lindholm, a Karolinska Intézet végzős hallgatója, a kutatás vezetője. Nem tudjuk például azt sem, hogy azok a genetikus változások, amelyeket ő és a kutatótársai megfigyeltek, még akkor is kitartanak-e, amikor valaki éppen abbahagyja a sportolást egy időre, és milyen típusú és intenzitású sportok hatnak a metilációs mintázatokra és a génexpresszióra. A kutatásvezető reméli, hogy ezekre a kérdésekre is hamarosan választ találnak a kutatás folytatása során.
A kutatás üzenete viszont
félreérthetetlen. „A kitartó tréningezés és az életmód változtatása mindenki
számára elérhető, és nem is kerül sok pénzbe,” Lindholm szerint „olyan
változásokat indíthatunk el, amelyek a szervezet a génhasználatára, amelynek
következtében egészségesebb és funkcionálisabb izomzatunk lesz, amely végső
soron javítja az életminőségünket.”
(forrás: szivderito.hu)