понеделник, 27 октомври 2014 г.

ЕПИГЕНЕТИКА В СПОРТА




В първата част на темата ни за спорта обсъдихме как генетиката (геномът) на спортиста е критична (критичен) за високите спортни постижения.
Можем ли да променим нещо, или ще си останем толкова спортисти, колкото нашият геном позволява?

Влизаме в залата и започваме да разгряваме мускули и сухожилия. Чака ни тренировка - семинар с известен японски карате майстор – всички сме малко или много напрегнати, майсторът е много взискателен, а за правилното изпълнение на техниките релаксираното тяло и съзнание са особено важни. Ето, влиза и майсторът (8-ми дан). Всички се покланяме и сядаме с подгънати колене за нови три традиционни японски поклона. Следва кратко разгряване и започва истинската част на тренировката. Сенсей (яп. учител) показва поредица от движения, а ние се опитваме да ги повторим точно. Почти нищо ново! Правили сме ги в нашата клубна зала милион пъти. Въпреки това никой от нас на възраст между 15 и  55 години не може да настигне сенсея. Скоростта, точността и баланса, с които ги изпълнява, са зашеметяващи и отговарят горе-долу на енергията на 25 годишен младеж. А сенсей е на 66 години! След два часа и половина при 38 градуса стайна температура тренировката най-после приключва. След много колебания се доближавам до сенсея и си позволявам да го заговоря. Питам го как е постигнал тази форма и най-важното как я поддържа на тази възраст. Той се усмихва и казва: „Тренировки! Всеки ден.“ И след кратко мълчание добавя: „Постоянно. Ако пропусна една седмица тренировки, нивото ми спада с една степен (дан).

Питам се какво е това? Генетика? 
Едва ли! 
За 35 години в залата по карате съм виждал много привидно надарени спортисти. На тях всичко им се отдава някак си „от раз“. Само им се показва техниката и те я изпълняват без грешка. Правят го без усилие. За съжаление 99% от тези природни таланти се отказват да тренират след година-две. Тези, които постигат високо, майсторско ниво, всъщност не са природни таланти! Постигат го с много труд. Труд ежедневен, постоянен…...

Как да намерим отговорите на въпросите 
кой
кога и 
как определя нашето влечение, отношение и най-важното нашите успехи в спорта?


Да се върнем на значението на генетиката и епигенетиката в спорта…..

Вероятно от предишната част на блога, в която разгледахме значението на генетиката за нашите спортни възможности, много хора са се отчаяли. Излиза, че колкото и да тренираш – ако нямаш подходящата генетика, никога няма да постигнеш отлични спортни резултати. Обаче, съвременната наука, а и животът показват, че това далеч не е така.
Вярно, че при най-великите спортисти има благоприятно съчетание между добра генетична предразположеност и упорит труд, но повечето добри спортисти всъщност са се самоизградили с постоянна и правилна работа върху тялото си.

А, какво казва науката за промените, които настъпват в тялото при спортуване?

Отдавна е доказано, че при усилена мускулна работа се променя метаболизма на клетките в тялото и то не само на мускулните клетки. По-интересни, обаче са въпросите, запазват ли се тези промени във времето и бъдещите поколения и в нашия организъм? Ако да, то кои точно изменения се запазват и за какъв период от време?
Ясно е, че след като спрем да тренираме, постепенно губим форма. И това става доста бързо както казва японският карате майстор. А, остава ли все-пак някаква памет в клетките на нашето тяло за това, че е подлагано на усилено физическо натоварване? Последни научни изследвания показват, че – да, физическите натоварвания оставят своя отпечатък върху нашите клетки. Това се случва не върху генома (ДНК, нашите гени), а върху епигенома, т.е. върху начина на работа на гените. Изобщо, регулирането на работата на гените и главно – запаметяването на това как те са работили, се нарича епигенетика.

Нека повторим:

запазване на информация, която не се съдържа в последователността на ДНК молекулата и предаване на тази информация в поколенията. 
Науката, която изследва наследствеността, която не е закодирана в ДНК, се нарича епигенетика.

Клетките предават на своето поколение информация (памет) за физическо усилие. По време на интезивни физически усилия се променя и работата на гените. Обикновено става дума за включване на работата на определени гени на високи обороти. Всъщност се променя пространствената организация на генома, като промяната засяга предимно необходимите за физическото усилие гени. След прекратяване на физическото усилие работещите гени спират своята работа – умълчават се. Интереното в  случая е, че пространствената организация на тези гени отчасти се запазва! Това означава, че те са готови за много бързо включване отново, когато отново тялото има физически натоварвания. Ето това се нарича „епигенетична памет“.

Как се създава епигенетична памет?

Епигенетичната памет се създава чрез добре известните механизми на епигенетиката. Това са метилиране на ДНК, постсинтетични модификации на хистоните, хистонови варианти, некодиращите РНКи, висшите хроматинови структури. Всички тези механизми действат поотделно или в синхрон, индуцирайки се един друг, за да оформят правилната експресия на гените в клетката във всеки момент от нейния живот.
Едно широко мащабно изследване на физическите възможности на професионални колоездачи от 98 фамилии показва, че 47% от техните физически качества са наследени по ДНК, а останалите качества, които ги правят професионално успешни, те са развили у себе си чрез тренировки. Тренировки, които са повлияли тяхната епигенетика. Затова науката е склонна да приема, че около половината от качествата на спортиста са наследствени, а другата половина са епигенетика, изграждат се чрез тренировки и начин на живот. Показано бе също, че ензими, които извършват ацетилиране, де-ацетилиране и метилиране на хистоните (протеини в ядрото, около които ДНК се нагъва), имат отношение към съотношението на гладки/набраздени мускулни влакна в нашето тяло, т.е. към силата на мускулите. Има научни данни, които показват, че един ензим, който активно участва в хистоновите модификации (HDAC II) потиска образуването на гладки мускулни влакна. Такива изследвания показват директната връзка между епигенома и изграждането на мускули и сила при спортуване. Интересни научни данни показват, че при хора болни от диабет тип 2 има умълчаване на някои гени чрез метилиране на ДНК в техните промотори. Интересното в случая е, че при интензивни физически натоварвания това метилиране се премахва и гените стават нормално активни. Може би такива данни са в основата на добре известния факт, че хора болни от диабет се повлияват добре и получават подобрения, ако следват активна физическа програма. Засега, обаче тези изследвания са още малко на брой и явно са все още в началото си. Но бъдещето, което рисуват, е много обещаващо и интригуващо.

Колко време се запазва епигенетичната памет? Това е въпрос, който няма еднозначен отговор. Изглежда, че голяма част от тази памет се изтрива бързо, ако не бъде използвана. Примерът със загубата на физическа форма при спиране на тренировките е много показателен. Изглежда, обаче, че важна част от епигенетичната информация се запазва задълго и се предава в поколенията. Колко?
Това е въпрос, на който науката тепърва трябва да отговори. Въпреки че фактите и научните изследвания говорят многозначително за значението на нашия начин на живот върху бъдещите ни поколения.

Да завършим!
И така, всяко наше действие или бездействие остава своя отпечатък върху епигенетичната памет, т.е. върху това как работят нашите гени. А това означава най-малко две важни неща. Първо, един организъм, който е спортувал интензивно много по-лесно и бързо може да се справи отново с усилена физическа работа. Второ, част от тази епигенетична памет се предава в поколението на спортуващите. И тогава излиза, че децата на спортистите имат „предимство“ при започването на занимания със спорт – в епигеномът на клетките им спортът вече е закодиран. Това наистина съм го наблюдавал в залата по карате. Децата на спортисти много по-бързо схващат движенията и по-лесно понасят физическите натоварвания.

Изводът е, че:
За изключителния спортист е необходимо съчетанието на подходящи гени с много, много труд и редовни тренировки. За много добър и отличен спортист е достатъчно много, продължителен и целенасочен труд. Наградата за такива личности е, че предават епигенетичен отпечатък от своя усилен труд на децата си, а това може да се види дори и при внуците им.



http://www.chromatinepigenetics.com/p/blog-page_2.html доц. д-р Георги Милошев
Специалности:
Молекулярна биология и генетика, Епигенетика, Генотоксикология, Екогенотоксикология, Нутригеномика и Епигеномика, Генетика и Епигенетика на асистираната репродукция, Епигенетика на остаряването
Дългогодишен популяризатор на науката в България.

Няма коментари:

Публикуване на коментар