L'esercizio fisico può cambiare il nostro DNA
L'esercizio fisico cambia la forma e il funzionamento dei nostri geni, secondo un nuovo studio.
Entra nell'epigenetica, un processo mediante il quale viene modificato il funzionamento dei geni, ma non il DNA stesso. Sappiamo tutti che l'esercizio fisico può renderci più in forma e ridurre il rischio di malattie come il diabete e le malattie cardiache. Ma il modo in cui, dall'inizio alla fine, una corsa o un giro in bicicletta potrebbero tradursi in una vita più sana è rimasto sconcertante.
Ora una nuova ricerca riporta che la risposta potrebbe risiedere, in parte, nel nostro DNA. L'esercizio, secondo un nuovo studio, cambia la forma e il funzionamento dei nostri geni, una tappa importante sulla strada per migliorare la salute e la forma fisica.
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Il genoma umano è sorprendentemente complesso e dinamico, con i geni che si accendono o si spengono costantemente, a seconda dei segnali biochimici che ricevono dal corpo. Quando i geni vengono attivati, esprimono proteine che sollecitano risposte fisiologiche in altre parti del corpo.
Gli scienziati sanno che alcuni geni diventano attivi o più silenziosi a causa dell'esercizio. Ma non avevano capito come quei geni sanno come rispondere all'esercizio.
Entra nell'epigenetica, un processo mediante il quale viene modificato il funzionamento dei geni, ma non il DNA stesso. I cambiamenti epigenetici si verificano all'esterno del gene, principalmente attraverso un processo chiamato metilazione. Nella metilazione, gruppi di atomi, chiamati gruppi metilici, si attaccano all'esterno di un gene come i molluschi microscopici e rendono il gene più o meno in grado di ricevere e rispondere ai segnali biochimici dal corpo.
Gli scienziati sanno che i modelli di metilazione cambiano in risposta allo stile di vita. Mangiare determinate diete o essere esposti a sostanze inquinanti, per esempio, può cambiare i modelli di metilazione su alcuni dei geni nel nostro DNA e influenzare le proteine che quei geni esprimono. A seconda di quali geni sono coinvolti, può anche influenzare la nostra salute e il rischio di malattie.
Si sa molto meno dell'esercizio e della metilazione. Alcuni piccoli studi hanno scoperto che un singolo esercizio porta a cambiamenti immediati nei modelli di metilazione di alcuni geni nelle cellule muscolari. Ma non è chiaro se l'allenamento fisico regolare e a lungo termine influisca sulla metilazione o in che modo.
Quindi, per uno studio pubblicato questo mese su Epigenetics, gli scienziati del Karolinska Institute di Stoccolma hanno reclutato 23 uomini e donne giovani e sani, li hanno portati in laboratorio per una serie di prestazioni fisiche e test medici, inclusa una biopsia muscolare, e poi hanno chiesto loro esercitare metà della parte inferiore del corpo per tre mesi.
Uno degli ostacoli in passato allo studio preciso dei cambiamenti epigenetici è stato che così tanti aspetti della nostra vita influenzano i nostri modelli di metilazione, rendendo difficile isolare gli effetti dell'esercizio da quelli della dieta o di altri comportamenti.
Gli scienziati della Karolinska hanno ribaltato quell'ostacolo con il semplice espediente di far pedalare i loro volontari usando solo una gamba, lasciando l'altra inerte. In effetti, ogni persona è diventata il proprio gruppo di controllo. Entrambe le gambe subirebbero schemi di metilazione influenzati dalla sua intera vita; ma solo la gamba che pedala mostrerebbe cambiamenti legati all'esercizio.
I volontari hanno pedalato con una gamba sola a un ritmo moderato per 45 minuti, quattro volte a settimana per tre mesi. Quindi gli scienziati hanno ripetuto le biopsie muscolari e altri test con ciascun volontario.
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Non sorprende che la gamba esercitata dai volontari fosse più potente ora dell'altra, dimostrando che l'esercizio aveva portato a miglioramenti fisici.
Ma i cambiamenti all'interno del DNA delle cellule muscolari erano più intriganti. Utilizzando sofisticate analisi genomiche, i ricercatori hanno determinato che più di 5.000 siti sul genoma delle cellule muscolari della gamba esercitata ora presentavano nuovi modelli di metilazione. Alcuni hanno mostrato più gruppi metilici; alcuni in meno. Ma i cambiamenti erano significativi e non si trovavano nella gamba non esercitata.
È interessante notare che molti dei cambiamenti di metilazione riguardavano porzioni del genoma note come potenziatori che possono amplificare l'espressione delle proteine da parte dei geni. E l'espressione genica è stata notevolmente aumentata o modificata in migliaia di geni delle cellule muscolari che i ricercatori hanno studiato.
È noto che la maggior parte dei geni in questione svolgono un ruolo nel metabolismo energetico, nella risposta all'insulina e nell'infiammazione all'interno dei muscoli. In altre parole, influenzano il modo in cui i nostri muscoli – e corpi – diventano sani e in forma.
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Non sono stati modificati nella gamba non esercitata.
Il risultato è che gli scienziati ora comprendono meglio un ulteriore passaggio nei processi complicati e sfaccettati che rendono l'esercizio così buono per noi.
Rimangono ancora molti misteri, tuttavia, ha affermato Malene Lindholm, una studentessa laureata al Karolinska Institute, che ha guidato lo studio. Non è noto, ad esempio, se i cambiamenti genetici osservati da lei e dai suoi colleghi persistessero se qualcuno smettesse di allenarsi e come quantità diverse o diversi tipi di esercizio potrebbero influenzare i modelli di metilazione e l'espressione genica. Lei ei suoi colleghi sperano di esaminare queste domande in studi futuri.
Ma il messaggio di questo studio è inequivocabile. Attraverso l'allenamento di resistenza - un cambiamento nello stile di vita che è facilmente disponibile per la maggior parte delle persone e non costa molto, ha detto Lindholm, possiamo indurre cambiamenti che influenzano il modo in cui usiamo i nostri geni e, attraverso questo, ottenere muscoli più sani e funzionali che alla fine migliorano la nostra qualità della vita.