¿Por qué algunas personas adoran hacer ejercicio y otras lo odian? La mayoría de las personas supondría que todo se debe a la genética, pero un nuevo estudio dirigido por Baylor College of Medicine en ratones muestra por primera vez que un nivel molecular diferente de regulación- La epigenética: desempeña un papel clave en la determinación del impulso innato del ejercicio. La epigenética se refiere a los mecanismos moleculares que determinan qué genes se activan o desactivan en diferentes tipos de células. Dado que los mecanismos epigenéticos son inherentemente más maleables que la genética, los hallazgos sugieren queforma potencial de ayudar a 'programar' a las personas para que disfruten de una mayor actividad física.
Hoy, en el diario Comunicaciones de la naturaleza , los investigadores y colegas de Baylor informan sobre la sorprendente creación de un ratón "epigenético". Encontraron que en las neuronas dentro de una parte del cerebro llamada hipotálamo, los cambios en la metilación del ADN - la adición de etiquetas químicas de metilo en el ADN- tener un impacto importante en los niveles de comportamiento de ejercicio voluntario.
"Estudiamos la programación del desarrollo, que se refiere a cómo el medio ambiente durante el desarrollo puede tener un impacto a largo plazo en el riesgo de enfermedad", dijo el autor correspondiente, el Dr. Robert A. Waterland, profesor de pediatría - nutrición en el USDA / ARSCentro de Investigación de Nutrición Infantil en Baylor y Texas Children's Hospital.
En los últimos años, los investigadores estudiaron varios modelos de ratones para comprender la programación del desarrollo del equilibrio energético, es decir, el equilibrio de las calorías consumidas frente a las quemadas. Un equilibrio energético positivo prolongado conduce a la obesidad.la influencia ambiental fue la restricción del crecimiento fetal, la sobrenutrición infantil o el ejercicio materno durante el embarazo, el efecto a largo plazo en el equilibrio energético siempre se debió a cambios persistentes en la actividad física, no a la ingesta de alimentos.
"Nuestros hallazgos anteriores sugirieron que el establecimiento del" punto de referencia "de la actividad física puede verse afectado por el entorno temprano, y que esto puede involucrar epigenética", dijo Waterland, quien también es profesor de genética molecular y humana y miembro delDan L Duncan Comprehensive Cancer Center en Baylor.
Cómo el cerebro regula el equilibrio energético del cuerpo
En el estudio actual, Waterland y sus colegas diseñaron un experimento para evaluar directamente si la metilación del ADN en el cerebro afecta el equilibrio energético. Se centraron en el hipotálamo, una región del cerebro que desempeña un papel central en el equilibrio energético, y en particular, estudiaronun subconjunto especializado de neuronas hipotalámicas llamadas neuronas AgRP, famosas por su papel en la regulación de la ingesta de alimentos.
Los investigadores interrumpieron la metilación del ADN en las neuronas AgRP al deshabilitar el gen Dnmt3a. Dnmt3a es responsable de agregar grupos metilo al ADN, particularmente en el cerebro durante la vida postnatal temprana. Los resultados mostraron que, de hecho, la metilación del ADN se redujo drásticamente en las neuronas AgRPde estos ratones. Luego, los investigadores probaron si estos animales ganaron o perdieron peso en comparación con los ratones normales.
"Esperábamos que interferir con la metilación del ADN en las neuronas AgRP resultaría en cambios importantes en el peso de los animales", dijo el Dr. Harry MacKay, un becario postdoctoral en el laboratorio de Waterland y primer autor del estudio. "Sin embargo, algo decepcionante"., los ratones con deficiencia de Dnmt3a eran solo un poco más gordos que los que no lo eran "
Pero cuando los investigadores exploraron la causa de este cambio en el balance de energía, las cosas se pusieron más interesantes. El equipo esperaba encontrar diferencias en la ingesta de alimentos entre ratones normales y deficientes en Dnmt3a. Pero no hubo ninguno. En cambio, encontraron una diferencia importanteen ejercicio físico espontáneo.
Los investigadores colocaron ruedas para correr en las jaulas de los animales durante ocho semanas y midieron cuánto corrían cada noche. Los ratones machos normales corrían aproximadamente 6 km 3,7 millas todas las noches, pero los ratones con deficiencia de Dnmt3a corrían solo la mitadmucho y, en consecuencia, perdieron menos grasa. Es importante destacar que los estudios detallados de la cinta de correr mostraron que, aunque corrían solo la mitad que los ratones normales, los ratones con deficiencia de Dnmt3a eran tan capaces de correr. Tenían la capacidad, pero parecían carecer deldeseo.
"Nuestros hallazgos sugieren que los mecanismos epigenéticos, como la metilación del ADN, que se establecen en el cerebro durante la vida fetal o postnatal temprana, juegan un papel importante en la determinación de la propensión individual al ejercicio", dijo Waterland. "Hoy en día, a medida que disminuye el físicoLa actividad contribuye a la epidemia mundial de obesidad, cada vez es más importante comprender cómo funciona todo esto ".
Otros autores que contribuyen a este trabajo incluyen Harry MacKay, C. Anthony Scott, Jack D. Duryea, Maria S. Baker, Eleonora Laritsky, Marta L. Fiorotto, Rui Chen, Yumei Li y Cristian Coarfa Baylor College of Medicine;Amanda E. Elson y Richard B. Simerly Universidad de Vanderbilt y Theodore Garland Jr. Universidad de California en Riverside.
Este trabajo fue apoyado por subvenciones del Departamento de Agricultura de los EE. UU. CRIS 3092-5-001-059 y los Institutos Nacionales de Salud NIH 5R01DK111831. La secuenciación de la próxima generación se realizó en el Bayom College of Medicine Functional Genomics Core, que está parcialmente respaldado por la concesión de instrumentos compartidos NIH S10OD023469.
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Materiales proporcionado por Baylor College of Medicine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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