El deporte cambia la estructura del ADN… para combatir la diabetes

La actividad física tiene todavía que demostrar sus propiedades terapéuticas, esta vez a un nivel inesperado: el ADN. En las células musculares, algunos deportes conducen a cambios en la estructura de las moléculas de la vida, lo que permitiría a los genes del metabolismo expresarse con importantes beneficios para la salud, incluso contra la diabetes. La cafeína también puede tener un efecto similar… pero sólo mediante inyección intramuscular.

Los beneficios del deporte tienen una nueva ventaja de la que presumir. Ya sea en patologías tan diversas como el cáncer de mama, la osteoporosis, el deterioro cognitivo y la obesidad, por supuesto, la actividad física mantiene la salud.

Más detalles sorprendentes y acaba de ser realizado por investigadores del Karolinska Institutet (Suecia), con un poco de ejercicio se promueve la expresión de ciertos genes involucrados en la regulación de la oxidación de glucosa en los músculos o por la modificación de la estructura de ADN en sólo unas horas. Los llamados cambios epigenéticos.

En este estudio publicado en la revista Cell Metabolism, 14 sujetos no deportistas pedalearon en una bicicleta estática durante 20 minutos. Anteriormente, una pequeña muestra de músculo de su muslo, fue analizada.

Los genes del metabolismo desmetilados por el deporte

La investigación se centró en la actividad de genes diferentes. Entre ellos: PGC-1 alfa, un factor de transcripción que aumenta la oxidación muscular: TFAM que regula la transcripción del ADN mitocondrial, MEF2A regula el transporte de glucosa dentro y fuera de la célula.

ejercicio físico bicicleta estática

Después del ejercicio, incluso para aquellos que no practican con regularidad, la estructura del ADN se altera y los genes del metabolismo, luchando contra la diabetes, se expresan más. Lo más sorprendente es la velocidad a la que nuestro cuerpo se adapta. © Joint Base Lewis McChord, Flickr, creative commons by nc sa 20

Tras tres horas de ejercicio, se dieron cuenta de que las regiones promotoras de estos genes se desmetilaban, es decir, que habían perdido un grupo metilo (-CH3), que los hace inaccesibles a las enzimas responsables de la transcripción. Así, estos fragmentos de ADN podían ser leídos y traducirse en proteínas. El efecto se observó también en función de la intensidad del esfuerzo: los que habían ciclado mostraron una mayor tasa de desmetilación.

Los enlaces que se habían establecido previamente entre estos genes y la diabetes tipo 2, estas enfermedades se expresan menos. Los investigadores piensan que podría ser la causa del déficit en la respuesta de la insulina sobre el origen de la patología. Los beneficios de la actividad física contra la diabetes se han establecido a nivel molecular.

Para comprobar que el esfuerzo físico no da lugar a desmetilación sistemática, los genes que no están asociados con el metabolismo se analizaron también, y ninguna de estas regiones codificantes han experimentado cambios similares. Estos cambios en la estructura del ADN están dirigidos.

Modificaciones epigenéticas muy rápidas

El descubrimiento más sorprendente no es tanto la adaptabilidad del organismo a su entorno como la velocidad a la que se producen estos cambios. Se pensó que una vez que una célula diferenciada, el epigenoma (todas las modificaciones epigenéticas) se mantuvo muy estable en el tiempo. La evidencia de lo contrario acaba de ser aportado.

Por el contrario, tan sólo unas horas de descanso al ver que el estado de metilación genes que conocían antes del entrenamiento. Lo contrario es cierto. Pero los científicos ya están imaginando que los deportes practicados con regularidad tienden a elevar el nivel basal de expresión de los genes, los cambios epigenéticos que conducen a largo plazo a la protección contra la diabetes.

Para obtener información adicional en los estudios in vitro en tejido muscular de las ratas, los investigadores han demostrado que este efecto no puede ser explicado por las contracciones musculares, y ningún factor de circulación (como las hormonas) o de otros neurotransmisores han contribuido a estos cambios ADN.

café doble

La cafeína en el café produce en el ADN los mismos efectos que el ejercicio. Pero habría que beber de manera que los efectos sobre el sistema nervioso central no dejaran consecuencias... a estas dosis, el café se convierte en ¡mortal! © Mark Prince, Wikipedia, DP

Contra la diabetes, el café de la mañana no puede competir contra el running de la noche

Finalmente, se identificaron con mayor precisión los mecanismos, de nuevo sobre el tejido muscular de las ratas. Mediante la inyección de una dosis masiva de cafeína, el retículo sarcoplásmico, orgánulo un músculos específicos, que contiene los flujos de calcio en el citoplasma de la célula, que imita a la contracción. En este caso, llegaron los desmetilaciones mismos en sus experiencias anteriores.

Juleen Zierath, que supervisó este trabajo disuade a aquellos que se lanzan en su máquina de café en lugar de correr en el gimnasio. La cafeína actúa principalmente sobre el sistema nervioso central, y para ver los efectos en el músculo similares a los observados en los tejidos de las ratas “que se consume el equivalente a cincuenta tazas al día, aproximadamente la dosis letal“. Ambos optan por la actividad física…

ADN

Si el ADN contiene la información genética completa, no se expresa en la misma forma, dependiendo del tipo de célula y las presiones ambientales. Esa es la epigenética del gen. La actividad física contribuye a modificar la expresión de ciertos genes metabólicos en las células musculares por hacerlos accesibles a las enzimas responsables de la transcripción de la pérdida del grupo metilo. © Wellcome Images, Flickr, creative commons by nc nd 2.0

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Acute Exercise Remodels Promoter Methylation in Human Skeletal Muscle
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