Ученые из Лундского университета (Lund University), Швеция, в ходе нового исследования впервые описали, что происходит с клетками жировой ткани во время физической активности. Они выяснили, что выполнение физических упражнений, даже в течение короткого времени, приводит к изменению уровня экспрессии генов.
Сидячий образ жизни, несбалансированный рацион питания и современные технологии, снижающие уровень физической активности, являются основными причинами ухудшения здоровья населения многих стран. Энергозатраты людей постоянно снижаются, в то время как энергетическая ценность пищи повышается, что приводит к росту заболеваемости ожирением и увеличению количества пациентов с повышенным риском развития сердечно-сосудистых и эндокринных заболеваний. Жировая ткань как эндокринный орган оказывает влияние на все виды обмена, в том числе на гомеостаз глюкозы, провоцируя при определенных условиях развитие сахарного диабета 2-го типа. Известно, что для поддержания нормальной массы тела необходимо регулярное выполнение физических упражнений, которые к тому же благотворно влияют на уровень триглицеридов и холестерина в плазме крови путем активации транскрипции в тканях-мишенях. Механизмы, лежащие в основе долгосрочного воздействия регулярных физических упражнений, остаются не до конца раскрытыми, и большинство исследований по данному вопросу были сфокусированы на изучении клеточных и молекулярных изменений в скелетных мышцах.
В ходе данного исследования шведские ученые изучали влияние физических упражнений на состояние жировой ткани с точки зрения эпигенетики — относительно новой области знаний, которая в последнее время привлекает все большее внимание специалистов. Известно, что все клетки живого организма содержат ДНК, состоящую из генов — функциональных единиц наследственной информации, которые не могут быть изменены. Однако их активность может меняться в зависимости от степени метилирования ДНК. Присоединению метильных групп к молекуле ДНК может способствовать определенный образ жизни, соблюдение диеты или выполнение физических упражнений. Целью работы был анализ состояния метилирования ДНК клеток жировой ткани у 23 мужчин (средний возраст — 35 лет) с избыточной массой тела после 6 мес занятий аэробными упражнениями. Ни один из участников до начала исследования не выполнял регулярно физических упражнений. Исследователи настаивали на 3 занятиях в неделю, однако частота занятий составила в среднем 1,8 раза в неделю.
Для оценки статуса метилирования мужчинам проводили биопсию подкожной жировой ткани до начала выполнения ими физических упражнений и через полгода. Всего ученые проанализировали 480 000 генов и выявили эпигенетические изменения в 7000 (человеческая ДНК содержит ≈25 тыс. генов). Особое внимание они уделяли процессу метилирования генов, связанных с развитием сахарного диабета 2-го типа и ожирением, и обнаружили изменения и в них. Ученые предполагают, что изменения статуса метилирования ДНК в результате физической активности могут быть одним из тех механизмов, с помощью которых осуществляется влияние генетических факторов на риск развития определенных заболеваний. Зависимости полученных результатов от наличия сахарного диабета 2-го типа в семейном анамнезе участников ученые не выявили.
В лабораторных условиях ученым удалось подтвердить полученные in vitro результаты. Они доказали, что снижение экспрессии определенных генов приводило к уменьшению накопления жира в культуре клеток жировой ткани.
Автор исследования, доктор Шарлотт Линд (Charlotte Ling), адъюнкт-профессор Диабетического центра при Лундском Университете, отметила, что в ходе проведенного исследования им удалось доказать наличие положительного влияния физической нагрузки на генетическом уровне. Кроме того, ученые составили детальную карту метилирования ДНК жировой ткани, которая может быть использована в следующих работах в качестве справочного материала.
Lund University (2013) Epigenetic changes to fat cells following exercise. ScienceDaily, July 3 (www.sciencedaily.com /releases/2013/07/130703101344.htm).
Rönn T., Volkov P., Davegårdh C. et al. (2013) A Six Months Exercise Intervention Influences the Genome-wide DNA Methylation Pattern in Human Adipose Tissue. PLoS Genetics, June 27 [Epub ahead of print].
Юлия Котикович
