Amparo Tolosa, Genotipia
Investigadores de la Universidad de Copenhague muestran en un reciente artículo publicado en Molecular Metabolism cómo el ejercicio físico produce cambios epigenéticos que pueden repercutir en la salud a través de su influencia sobre la expresión génica.
Tener una vida activa y realizar ejercicio físico tiene múltiples efectos beneficiosos sobre la salud. El primero de ellos es que disminuye el riesgo a desarrollar enfermedades neurodegenerativas, cardiovasculares u oncológicas. A nivel biológico el beneficio que proporciona el ejercicio físico deriva de adaptaciones en el tejido muscular esquelético que influyen en el metabolismo del músculo a través de cambios en la expresión génica, así como de otros mecanismos que pueden inducir una respuesta en otros órganos.
El equipo de investigadores de la Universidad de Copenhague ha encontrado que el ejercicio físico induce cambios epigenéticos en las regiones reguladoras denominadas intensificadoras o enhancers de múltiples genes cuya acción puede influir en los beneficios provocados por el ejercicio.
Los investigadores han analizado la expresión y marcas epigenéticas presentes en el tejido muscular de hombres sedentarios, antes y después de un intenso programa de entrenamiento físico de seis semanas.
Tras el entrenamiento, el equipo recopiló información obre diversas características físicas y metabólicas que indicaron que se habían producido mejoras en la eficacia metabólica y cardiorrespiratoria de los participantes.
Respecto a los cambios moleculares ocasionados por el ejercicio, los investigadores detectaron en primer lugar un aumento de actividad en 641 genes (entre los que destaca un enriquecimiento de aquellos que dan lugar a proteínas secretadas), y una disminución en 176 genes.
Además, los investigadores encontraron que el entrenamiento físico dio lugar a una remodelación epigenética en las regiones intensificadoras de muchos genes, reflejada a través de cambios en las modificaciones de las proteínas histonas alrededor de las cuales se organiza el ADN. Estos cambios aumentan o disminuyen el acceso de la maquinaria de expresión génica al ADN y por lo tanto pueden influir en la actividad de los genes.
El siguiente paso del equipo fue contrastar los resultados de expresión y remodelación epigenética de las regiones intensificadoras con diferentes bases de datos de expresión en tejido muscular esquelético que permitieron conectar las regiones intensificadoras con genes concretos. De este modo, obtuvieron una lista de los genes que podrían mediar los efectos beneficiosos del ejercicio.
Por último, los investigadores analizaron si las regiones reguladoras que sufren remodelación epigenética tras el ejercicio están relacionadas con aspectos relacionados con la salud. El equipo encontró que las regiones intensificadoras identificadas en el estudio están enriquecidas en variantes genéticas relacionadas con el sistema de coagulación, la función cognitiva, la enfermedad cardiovascular, y la función renal.
Los resultados del trabajo presentan a la remodelación de regiones reguladoras como un mecanismo potencial por el que el ejercicio físico puede repercutir en la salud y ofrecen una lista de proteínas producidas y secretadas por el músculo que podrían participar en los efectos del ejercicio físico sobre el organismo.
“Nuestros resultados sobre que los enhancers remodelados por el ejercicio del músculo esquelético están enriquecidos en polimorfismos genéticos asociados a rasgos humanos complejos y enfermedades sugieren la importancia de este órgano metabólico en la regulación de fenotipos que afectan al todo el organismo”, concluyen los investigadores del trabajo.
Referencia: Williams K, et al. Epigenetic rewiring of skeletal muscle enhancers after exercise training supports a role in whole-body function and human health. Molecular Metabolism. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molmet.2021.101290
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