Постоянные физические упражнения могут изменить не только окружность талии, но и сами молекулы человеческого тела, и гены, открыло новое исследование близнецов.
Исследование Университета штата Вашингтон, опубликованное в журнале Scientific Reports, показало, что более физически активные братья и сестры в однояйцевых близнецовых парах имели меньше признаков метаболических заболеваний, измеряемых размером талии и индексом массы тела. Это также коррелирует с различиями в их эпигеномах, молекулярных процессах, происходящих вокруг ДНК и не зависящих от последовательности ДНК, но влияющих на экспрессию генов. У более активных близнецов были эпигенетические метки, связанные со сниженным метаболическим синдромом, состоянием, которое может привести к сердечным заболеваниям, инсульту и диабету 2 типа.
Поскольку однояйцевые близнецы имеют одинаковую генетику, исследование предполагает, что маркеры метаболических заболеваний сильно зависят от того, как человек взаимодействует с окружающей средой, а не только от унаследованной генетики.
«Результаты показывают молекулярный механизм связи между физической активностью и нарушением обмена веществ», рассказал автор исследования, биолог WSU Майкл Скиннер. «Известно, что физические упражнения снижают предрасположенность к ожирению, но теперь похоже, что физические упражнения с помощью эпигенетики влияют на многие типы клеток, многие из которых вовлечены в метаболические заболевания».
Исследователи собрали щёчные мазки 70 пар однояйцевых близнецов, которые также участвовали в исследовании упражнений через реестр близнецов штата Вашингтон. Команда во главе с профессором WSU Гленном Дунканом, собирала данные о близнецах в несколько разных с 2012 по 2019 год. Они использовали фитнес-трекеры для измерения физической активности и измеряли талию участников и индексы массы тела. Близнецы также ответили на вопросы об образе жизни и районе проживания.
Многие из пар близнецов оказались дискордантными, то есть отличались друг от друга по показателям физической активности. Проведенный лабораторией Скиннера анализ клеток в мазках из щек несогласных близнецов также выявил эпигенетические различия. У близнеца в дискордантной паре с высоким уровнем физической активности, определяемой как более 150 минут упражнений в неделю, были эпигенетические изменения в областях, называемых областями метилирования ДНК, которые коррелировали со сниженным индексом массы тела и окружностью талии. Эти области также связаны с более чем пятьюдесятью генами, которые уже идентифицированы как специфичные для активной физической активности и метаболических факторов риска.
Ученые ранее отмечали, что у большинства однояйцевых близнецов с возрастом развиваются разные заболевания, даже если у них одинаковые гены. Эпигенетика может помочь объяснить причину этого, сказал Скиннер.
«Если бы генетика и последовательность ДНК были единственным движущим фактором биологии, то близнецы должны были бы болеть одними и теми же заболеваниями. Но они этого не делают», сказал Скиннер. «Так что это означает, что на близнецов должно оказываться воздействие окружающей среды, которое способствует развитию болезни».
Исследование получило поддержку Фонда Джона Темплтона и Национальных институтов здравоохранения. Помимо Скиннера и Дункана, соавторами являются Дженнифер Торсон, Эрик Нильссон и Дэниел Бек из Школы биологических наук WSU, Элли Эйвери из Медицинского колледжа Элсона С. Флойда WSU в Спокане.
