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Algunas secciones de nuestro ADN son genes, que son instrucciones para construir proteínas, mientras que otras secciones -llamadas potenciadores- regulan qué genes se activan o desactivan, cuándo y en qué tejido. Una nueva investigación de la Universidad de Copenhague y el Instituto Karolinska demuestra que existe un vínculo funcional entre el recableado epigenético de los potenciadores para controlar su actividad tras el entrenamiento y la modulación del riesgo de enfermedad en los seres humanos.
"La actividad física regular disminuye el riesgo de múltiples trastornos comunes, como las enfermedades cardiovasculares, la diabetes de tipo 2, el cáncer y las afecciones neurológicas, junto con el riesgo general de mortalidad", señalan el profesor Romain Barrès, del Centro de Investigación Metabólica Básica de la Fundación Novo Nordisk, de la Universidad de Copenhague, y sus colegas.
"Los efectos beneficiosos del entrenamiento con ejercicios en la salud humana se deben en parte a las adaptaciones del tejido muscular esquelético".
"Las adaptaciones inducidas por el ejercicio incluyen cambios coordinados en la expresión de los genes que controlan el uso de sustratos y la eficiencia metabólica en el músculo esquelético".
"Además de las adaptaciones que se producen dentro de las células del músculo esquelético, el ejercicio ejerce efectos sistémicos en la homeostasis de todo el cuerpo al desencadenar la liberación de factores solubles del músculo que señalan a los tejidos distales, como el cerebro, el hígado y el tejido adiposo."
"Los mecanismos por los que las adaptaciones del músculo esquelético inducidas por el entrenamiento orquestan efectos positivos a nivel de todo el cuerpo son poco conocidos".
"Nuestra hipótesis es que el entrenamiento de ejercicios de resistencia remodela la actividad de los potenciadores de genes en el músculo esquelético y que esta remodelación contribuye a los efectos beneficiosos del ejercicio en la salud humana".
Para el estudio, los investigadores reclutaron a ocho hombres caucásicos sanos (con una edad media de 23 años) y los sometieron a un programa de ejercicio de resistencia de seis semanas.
Recogieron una biopsia del músculo del muslo antes y después de la intervención de ejercicio y examinaron si se producían cambios en la firma epigenética de su ADN después del entrenamiento.
Descubrieron que, tras completar el programa de entrenamiento de resistencia, se había alterado la estructura de muchos potenciadores en el músculo esquelético de los jóvenes.
Al conectar los potenciadores con las bases de datos genéticas, los científicos descubrieron que muchos de los potenciadores regulados ya habían sido identificados como puntos calientes de variación genética entre individuos.
"Nuestros hallazgos proporcionan un mecanismo para los conocidos efectos beneficiosos del ejercicio", dijo el profesor Barrès.
"Al conectar cada potenciador con un gen, proporcionamos además una lista de objetivos directos que podrían mediar este efecto".
Los autores especulan que los efectos beneficiosos del ejercicio en órganos distantes del músculo, como el cerebro, pueden estar mediados en gran medida por la regulación de la secreción de factores musculares.
En particular, descubrieron que el ejercicio remodela la actividad potenciadora en el músculo esquelético que está vinculada a las capacidades cognitivas, lo que abre la posibilidad de identificar los factores musculares secretados inducidos por el entrenamiento en el cerebro.
"Nuestros datos demuestran la existencia de un vínculo funcional entre el recableado epigenético de los potenciadores para controlar su actividad tras el entrenamiento y la modulación del riesgo de enfermedad en los seres humanos", afirmó la Dra. Kristine Williams, también del Centro de Investigación Metabólica Básica de la Fundación Novo Nordisk de la Universidad de Copenhague.
Fuentes, créditos y referencias:
Imágen: El entrenamiento con ejercicio físico reconfigura los potenciadores de las regiones de nuestro ADN que se sabe que están asociadas al riesgo de desarrollar enfermedades. Crédito de la imagen: Sasin Tipchai.
Kristine Williams et al. Epigenetic rewiring of skeletal muscle enhancers after exercise training supports a role in the whole-body function and human health. Molecular Metabolism, published online July 10, 2021; doi: 10.1016/j.molmet.2021.101290