Die Wirkung des Sportunterrichts auf die DNA 04.01.2015

Wir sind es so gewohnt zu sagen, dass Sport die Muskeln stärkt, vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes schützt und allgemein das Leben verlängert, dass wir nicht einmal darüber nachdenken, was hier in Bezug auf Physiologie, Biochemie, Zellbiologie usw. passiert. Natürlich , kann man davon ausgehen, dass eine Zunahme der Muskelmasse bei ständiger Bewegung eine Folge der veränderten Aktivität einiger Gene ist – aber welche Art von Genen gibt es und vor allem, wie genau wird ihre Aktivität reguliert? Inzwischen konnte bis vor kurzem niemand eine mehr oder weniger konkrete Antwort auf diese Frage geben.

Ein Teil des Problems wird durch die neueste Arbeit von Carl Johan Sundberg (Carl Johan Sundberg) und seinen Kollegen vom Karolinska-Institut (Schweden) gelöst. Sie entschieden sich zu testen, ob sich epigenetische Marker auf der menschlichen DNA unter dem Einfluss körperlicher Belastung verändern. Epigenetische Mechanismen zur Regulierung der genetischen Aktivität gehören zu den vielseitigsten und effektivsten (und zu den am besten untersuchten), daher wäre es seltsam, sie zu ignorieren.

Es ist bekannt, dass Sport einige Gene ausschaltet und andere anschaltet; Andererseits ist auch seit langem bekannt, dass die Epigenetik menschlicher Zellen von Lebensstil und Umweltbedingungen abhängt. Einige Schadstoffe stimulieren beispielsweise die Umverteilung von an die DNA gebundenen Methylgruppen durch spezielle Enzyme; Die Aktivität von Genen hängt wiederum davon ab, ob sie Methylgruppen haben oder nicht. Es gibt auch Hinweise darauf, dass das Methylmuster auf der DNA durch die Ernährung beeinflusst wird. (Die DNA-Sequenz selbst ändert sich nicht, die Reihenfolge der stickstoffhaltigen Basen - genetische Buchstaben - im Gen bleibt gleich, weshalb solche Mechanismen epigenetisch genannt werden, das heißt, sie wirken nicht innerhalb der Gene, sondern über ihnen. )

Gleichzeitig ist fast nichts darüber bekannt, wie sich körperliche Aktivität auf die DNA-Methylierung auswirkt. Einige Studien deuten darauf hin, dass kurzfristig hoher Stress zu unmittelbaren epigenetischen Folgen führt. Und wenn Sie, ohne sich einem offenen Stress auszusetzen, einfach regelmäßig trainieren, wird ein solches Training dann die Methylregulation der Genaktivität beeinflussen?

Etwas mehr als zwei Dutzend junge Männer und Frauen nahmen an dem Experiment schwedischer Forscher teil, die drei Monate lang auf einem Heimtrainer trainieren sollten. Allerdings mussten sie nur mit einem Fuß in die Pedale treten. Tatsache ist, dass epigenetische Mechanismen sehr empfindlich auf alles reagieren, was mit uns passiert, und es wäre ziemlich schwierig zu sagen, ob die beobachteten Veränderungen tatsächlich auf das Training oder auf frühere Lebensumstände einer bestimmten Person zurückzuführen sind. Und man kann ihn mit niemandem vergleichen. Aber ein Bein kann mit dem anderen verglichen werden, vergangene epigenetische Modifikationen werden für sie gleich sein.

Vor und nach den dreimonatigen Sitzungen führten die Freiwilligen verschiedene Tests durch, bevor und nachdem sie eine Biopsie der Beinmuskulatur nahmen. Natürlich wurde am Ende des Experiments ein Bein deutlich stärker als das andere. Aber gleichzeitig veränderte sich das Methylmuster an etwa 5 Punkten auf der DNA des trainierten Beins; irgendwo erhöhte sich die Methylierung, irgendwo schwächte sie sich ab. Dementsprechend veränderte sich auch die Aktivität einer Reihe von Genen, von denen die meisten die Zellenergie, Entzündungsprozesse und die zelluläre Reaktion auf Insulin regulierten. Nichts dergleichen konnte in untrainierten Beinen gefunden werden. Die Ergebnisse der Arbeit werden in der Fachzeitschrift Epigenetics veröffentlicht.

Man kann also ohne Übertreibung sagen, dass sich Sport auf die DNA auswirkt und dadurch bestimmte Veränderungen in unserer Physiologie und unserem Wohlbefinden auftreten. Obwohl sich natürlich sofort die Frage stellt: Wenn Sie mit dem Sport aufhören, wie lange bleibt das veränderte Muster der genetischen Aktivität bestehen, wie lange bleiben die Methylgruppen an ihren Stellen auf der DNA? Die Physiologie der Zelle hängt jedoch nicht nur von epigenetischen Mechanismen ab, und der "körperliche" Zustand kann auf Kosten anderer molekular-zellulärer Prozesse aufrechterhalten werden, die durch körperliche Übungen ausgelöst werden.