1.2 Влияние физической нагрузки на экспрессию генов

1. 2 Влияние физической нагрузки на экспрессию генов

Благодаря новому открытию удалось установить связь между ДНК человека и физической нагрузкой, которую он испытывает, было показано, что физические упражнения влияют на экспрессию генов.

Чтобы определить, как физическая нагрузка влияет на метилирование ДНК, был проанализирован код латеральной широкой мышцы бедра до и после двадцатиминутных физических нагрузок. В экспериментах, результаты которых опубликованы в журнале Cell Metabolism (Barres et al., 2012), принимали участие четырнадцать мужчин и женщин в возрасте 25 лет. В данном исследовании было показано влияние физических упражнений на метилирование ДНК в скелетных мышцах человека и предоставлено доказательства того, что физические упражнения изменяют метилирование промотора генов, отвечающих за работу мышц, в зависимости от длительности нагрузки. Исследователи показали, что после упражнений в тех отрезках ДНК, которые отвечают за включение генов, определяющих адаптацию мышц к физическим упражнениям, было меньше метильных групп (Barres et al., 2012).

Получается, несмотря на то, что образ жизни не может изменить содержание генетической информации, такие факторы, как диета или физические упражнения, могут " включать" или " выключать" определённые гены.

1. 3 Серотонинэргическая система

Серотонинергическая (СТ-ергическая) система - это совокупность взаимосвязанных нейронов, расположенных в ядрах шва ствола мозга, секретирующих в качестве трансмиттера серотонин (5-гидрокситриптамин, 5-Нt) расположенных в переднем (ростральном) и заднем (каудальном) ядрах шва мозгового ствола. Она оказывает тормозное воздействие на мозговые структуры.

Это нейронная система управления работой мозга используя в качестве трансмиттера также серотонин. Серотонинергическая система образована нейронами, тела которых лежат в ядрах шва продолговатого мозга, она тормозит восходящие активирующие системы мозга и тем самым снижает их эффект по активации больших полушарий головного мозга. Т. е. данная система даёт тормозный, успокаивающий эффект.

Кроме того, серотониновая система головного мозга является составной частью нейрональных сетей, обеспечивающих регуляцию эмоционального состояния и настроения. Серотонинергические нейроны образуют группы клеток, расположенные от передней части мезенцефалона до нижних отделов продолговатого мозга (Капай, 2008) Отростки этих клеток широко разветвлены и проецируются на большие области коры переднего мозга, его желудочковую поверхность, мозжечок, спинной мозг и образования лимбической системы.

В головном мозге серотонин обнаруживают в серотонинергических нейронах (рисунок 1), где большинство клеточных тел находятся в ядрах шва ствола мозга, располагаясь в верхних и нижних ядрах шва по средней линии ствола мозга.

Рисунок 1–  Клеточные тела в ядрах шва ствола мозга (Тропникова, Килин 2012)

Было обнаружено, что серотонинергическая нейротрансмиссия играет ключевую роль в осуществлении различных физиологических функций. Последние исследования заставили ученых задуматься о роли серотонинергической системы в возникновении психических расстройств. С нарушением экспрессии генов серотонинергической системы связывают развитие психических нарушений, проявляющихся депрессией и тревогой.

1. 4 Гены, кодирующие белки, вовлеченные в метаболизм серотонина, его инактивацию и рецепции.

Серотонин связан с несколькими физиологическими механизмами. Этот нейромедиатор связан с широким спектром видов поведения, включая питание и регуляцию массы тела, социальную иерархию, агрессию и суицидальность, обсессивно-компульсивное расстройство, тревогу и аффективные расстройства.

Данный нейротрансмиттер опосредует клеточные эффекты через несколько белков, которые участвуют в его передаче, синтезе, метаболизме и повторном поглощении мембраны. 17 молекул (ТПГ, МАО-А, транспортер серотонина и 14 рецепторов серотонина) регулируют функцию серотонинового синапса и способны, теоретически, влиять на контролируемые серотонином формы поведения человека (рисунок 2). Нуклеотидные последовательности генов, кодирующих ТПГ, МАО-А, транспортер и все рецепторы серотонина человека, клонированы и определена их локализация на хромосомах человека.

Рисунок 2–  Структура серотонинового синапса (Бохан с соавт. 2013)