ورزش چه تأثیری بر ژن ها دارد؟

وب‌سایت مجله علم و ورزش: تحقیقی جدید که توسط مؤسسه کارولینسکای سوئد صورت گرفته، پرده از این راز بر می‌دارد که ورزش چگونه عملکرد ژن‌های ما را تغییر می‌دهد. مدت‌هاست که می‌دانیم ورزش سلامت و تندرستی ما را بهتر می‌کند اما به‌خوبی نمی‌دانستیم روی ژنتیک ما چه تأثیری می‌گذارد. اکنون پژوهشی جدید که توسط این مؤسسه انجام شده، این مسئله را شفاف می‌کند. با ما همراه شوید.

برای این مطالعه، ۲۳ زن و مرد شرکت‌کننده، به ‌مدت ۳ ماه، ۴ بار در هفته و برای ۴۵ دقیقه با یک پا، دوچرخه‌های ثابت را رکاب زدند؛ پای دیگرشان به‌کار گرفته نشد و به‌عنوان کنترل عمل کرد. محققان قبل و بعد از این دوره تمرینی از عضلات هر دو پا نمونه‌برداری کردند.

دور از انتظار نبود که این تمرین استقامتی، پای فعال را تقویت کند، اما ژنوم سلول‌های عضلانی‌شان به اندازه ۵۰۰۰ تار یا سلول تغییر داده بود. در میان صدها تأثیری که مشاهده شد، یک تغییر وراژنتیکی کلیدی که تحت تأثیر ورزش بود، متیلاسیون می‌باشد که فرایندی بیوشیمیایی و پیچیده جهت کنترل پروتئین و ترکیب DNA در سراسر بدن است. یک تأثیر مثبت دیگر این تمرین روی وضعیت ژنتیکی، افزایش انسولین و واکنش‌های التهابی بوده است.

این پژوهش ممکن است پیامدهای گسترده‌تری در درمان بیماری‌هایی چون دیابت نوع دوم و بیماری‌های قلبی و عروقی داشته باشد که تحت تأثیر میزان فعالیت بدنی فرد می‌باشد. جهت کسب آگاهی بیشتر از این تحقیق، پرسش و پاسخ‌هایی با دو تن از محققان این مطالعه انجام داده‌ایم؛ دکتر کارل جان ساندبرگ، پرفسور فیزیولوژی مولکولی ورزشی در مؤسسه کارولینسکای سوئد و ملن لیندهولم، دانشجوی دکترا در این مؤسسه.

این مطالعه چه کمکی به فهم بهتر ما در مورد تأثیرات ورزش روی بدن انسان می‌کند؟

کارل جان ساندبرگ: در دهه‌های گذشته سوال ما این نبود که آیا ورزش کاری برای بدن می‌کند یا مفید است، بلکه دنبال این بودیم که بدن چگونه سیگنال‌های دریافت شده از جلسات تمرینی و ورزشی را تفسیر می‌کند یا نسبت به هرنوع تغییر محیطی چه واکنشی دارد.

اما این مطالعه تا حدودی برای‌مان روشن کرد که بدن نسبت به تغییرات در محیط داخلی چه واکنشی نشان می‌دهد. این اطلاعات می‌تواند برای بهینه‌کردن تمرینات مفید باشد بنابراین ما به ورزش به‌عنوان ابزاری نگاه نمی‌کنیم که یک الگو از آن برای همه مناسب باشد، چون همه ما از دیدگاه ژنتیکی متفاوت هستیم، پس برخی از افراد ممکن است به انواع خاصی از ورزش، واکنش قوی‌تری نسبت به سایر انواع نشان دهند و واکنش عده‌ای دیگر کاملاً متفاوت باشد. در نتیجه ممکن است بتوانیم انتخاب کنیم که روی چه نوع ورزشی چه اندازه وقت صرف کنیم و شخصاً چه فوایدی از آن به ما می‌رسد.

همچنین اگر به مکانیسم‌های بنیادی که این مسئله بخشی از آن است نگاهی بیاندازیم شاید بتوانیم بعضی از تأثیرات مفید فعالیت بدنی را در قالب انواع داروهای جدید و گوناگون برای افرادی که قادر به حرکت نیستند به دلایل نورولوژیکی یک‌جا نشین‌اند، فلج هستند و یا دچار درد شدید مانند درد مفاصل هستند، تقلید و مشابه‌سازی کنیم، به نحوی که این افراد نیز از برخی از فوایدی که دیگران از ورزش می‌برند بهره‌مند شوند.

ورزش چه تأثیری بر ژن ها دارد؟چرا متیلاسیون مهم است و چگونه بر ژن‌های ما اثر می‌گذارد؟

ملن لیند هولم: متیلاسیون دی ان ای، دگرشی در دی ان ای ماست که روی چگونگی توانایی ما در استفاده از ژن‌های‌مان تأثیر می‌گذارد. ژن‌ها کپی می‌شوند و این کپی‌ها سپس به پروتئین‌های کاربردی در سلول‌های ما تعبیر و تبدیل می‌شوند. میزان متیلاسیون روی میزان فعال بودن یک ژن و در نتیجه میزان پروتئین‌های تولید شده اثر می‌گذارد. بسته به این‌که متیلاسیون در کجای ژنوم باشد، می‌تواند فعالیت ژن را افزایش یا کاهش دهد.

کارل جان ساندبرگ: ما حدوداً ۲۱۰۰۰ ژن داریم که الگوها را برای پروتئین‌ها رمزگذاری می‌کنند و اساساً عملکردها و ساختارهای سلول‌ها و بدن ما را تشکیل می‌دهند. این ژن‌ها می‌توانند بسته به دردسترس بودن ژن‌ها برای کپی شدن، به میزان کمتر یا بیشتر به پروتئین کپی و تبدیل شوند.

در دسترس بودن یک ژن تا حدود زیادی توسط اپی ژنتیک یا پس زایشی تنظیم و تعیین می‌شود، بنابراین یک ژن می‌تواند کمتر در دسترس باشد یا اصلاً در دسترس نباشد؛ یا به واسطه دمتیلاسیون بیشتر در دسترس باشد. سبک زندگی می‌تواند روی میزان قابلیت دسترسی به یک ژن تأثیر بگذارد، بنابراین تمرین و ورزش می‌تواند روی الگوی متیلاسیون نفوذ بسیار زیادی داشته باشد.

اپی ژنتیک میان عضلات اسکلتی ناشی از تمرین استقامتی در زن و مرد چیست؟

کارل جان ساندبرگ: واکنش‌ها به تمرینات مشابه بودند. اما تفاوت‌های اساسی بین زن‌ها و مردها وجود داشت که متداوم و بی‌تناقض هم بود، اما به احتمال زیاد این تفاوت‌ها ناشی از اختلاف‌ها در پرونده هورمون‌های جنسی می‌باشد. این یافته‌ها ممکن است اهمیت زیادی برای فهم و درمان بسیاری از بیماری‌های معمول مانند دیابت نوع دوم و بیماری‌های قلبی داشته باشند.

کارل جان ساندبرگ: این‌ها دو نمونه از بیماری‌هایی هستند که به شدت تحت تأثیر میزان فعالیت بدنی و تناسب اندام فرد قرار دارند، و همچنین بیماری‌های زیاد دیگری هم هستند. دیابت و بیماری‌های قلبی که امروزه وجود دارد تا حدود بسیار زیادی به سبک زندگی مربوط است. با یک مطالعه اخیر تخمین زده‌شد که ۸۰ درصد از تمام دیابت‌ها و بیماری‌های قلبی با "ایده‌آل سازی" سبک زندگی قابل پیشگیری است: برای مثال نکشیدن سیگار، مصرف متعادل الکل، حفظ وزن متعادل، تغذیه درست و بزرگ‌ترین عامل مربوط که همان فعالیت بدنی است. بنابراین، با درک این‌که ورزش چه نقشی در سلامتی دارد که نه‌فقط شامل بیماری‌های قلبی بلکه شامل دیابت، سرطان، و …هم می‌گردد.

آینده آزمایشات اپی ژنیک و سلامت ما را چگونه می‌بینید؟

کارل جان ساندبرگ: مکانیسم‌های زیرکانه و بسیار پیچیده‌ای وجود دارند که بسیار کنجکاوی برانگیز‌اند، مکانیسم‌هایی که به شیوه واکنش سلول‌های انسان نسبت به محیط مربوط‌اند و به‌وسیله وقایع مولکولی بی‌نهایت پیشرفته و چندجانبه، نحوه سازگاری بافت‌ها را طراحی کرده و سلامت عملکردی ما را ارتقاء می‌دهند. من فکر می‌کنم طی ۱۰ یا ۲۰ سال آینده تست‌هایی در دسترس خواهد بود که بتواند در انتخاب ورزشی که برای‌ افراد مناسب‌ترین است، آن‌ها را راهنمایی کند.