Spor Yapmanın, DNA'nızı Değiştirerek Sağlığınızı İyileştirme Mekanizması İlk Kez Tespit Edildi!

Her ne kadar düzenli egzersiz yapmanın neredeyse tüm kronik hastalık risklerini azalttığı gerçeği geniş çapta bilinse de bu süreçte görevli mekanizmalar tam anlamıyla aydınlatılmış değildi. Şimdiye kadar... Copenhagen Üniversitesi’ndeki bilim insanları, yayınladıkları bir makalede fiziksel egzersizin sağladığı yararlı etkilerin, DNA yapımızda meydana gelen değişiklerden kaynaklanabileceğini keşfettiler!^[1]

Genlerin fonksiyonunda meydana gelen ve DNA dizilimindeki farklılaşmalarla (örneğin mutasyonlarla) açıklanamayan değişimlere epigenetik modifikasyonlar denir. Epigenetik modifikasyonlarda DNA dizilimi değişmez, ancak DNA diziliminin nasıl okunacağı değişebilir. Bu tip modifikasyonlar kalıtsaldır, ancak geri döndürülme potansiyelleri vardır. Epigenetik cevap oldukça dinamiktir, biyolojik ve çevresel faktörlerden etkilenir. Bunlardan biri de fiziksel aktivitedir.

Unsplash

DNA, tüm hücrelerimizde bulunan moleküler talimat kitapçığıdır. DNA’mızın bazı bölümleri genlerdir - ki genler, vücudun yapı taşlarından proteinlerin yapımındaki talimat vericilerdir. Diğer bölümleri ise hangi dokuda, ne zaman, hangi genlerin devreye sokulup sokulmayacağını düzenleyen pekiştiricilerdir (İng: "enhancer").

Son 20 yıldır genom-çapında yapılan çalışmalar, kompleks insan hastalıklarıyla ilişkili binlerce gen varyantlarının belirlenmesini sağlamıştır. Bu varyantların çok büyük çoğunluğu kodlama yapmayan DNA bölgelerinde bulunmaktadır. Bunlar, özellikle de pekiştiricilerle kesişen bölgelerdir. Pekiştiriciler, promotörlerle fiziksel iletişim kurarak, gen anlatımını sağlayan distal düzenleyici elementlerdir. Çeşitli teknikler, insan hücrelerinde 1,5 milyondan daha fazla pekiştirici olduğunu göstermiştir.

Bilim insanları, tarihte ilk kez egzersiz yapmanın, DNA’mızda hastalık oluşturma riskiyle bağlantılı bölgelerde bulunan pekiştiricileri yeniden yapılandırdığını buldu! Molecular Metabolism dergisinde yayınlanan bu çalışmanın kıdemli yazarı olan ve Temel Metabolik Araştırmaları Novo Nordisk Vakfı’ndan Profesör Romain Barrès şöyle diyor:

Bizim bulgularımız, egzersizin bilinen yaralı etkilerini açıklayacak bir mekanizma sağlamaktadır. Bir pekiştirici ile bir gen arasında bağlantı kurdukça, bu etkiye aracılık edebilecek direkt hedeflerden oluşan bir liste sağlıyoruz.

Spor, Beyin ve Diğer Organların Sağlığını Geliştiriyor!

Araştırmacılar dayanıklılık antrenmanlarının, iskelet kaslarındaki gen pekiştiricilerine ait aktivitelerde bir değişime neden olabileceği hipotezini kurdular. Süreci gözlemlemek için 8 genç ve sağlıklı erkek deneye katıldı. Bu erkekler 6 haftalık bir dayanıklılık egzersiz programına sokuldu. Haftada 5 gün, birer saatlik antrenmanlar denetim altında gerçekleştirildi.

Bilim insanları, egzersiz öncesinde ve sonrasında erkeklerin DNA’larında epigenetik herhangi bir değişiklik olup olmadığını gözlemlemek için uyluk kaslarından biyopsi örnekleri topladılar. Katılımcılar süreç tamamlandıktan sonra 4 gün beklediler ve biyopsi işlemi o zaman gerçekleştirildi. Deney öncesinde ve sonrasında elde edilen biyopsi örnekleri aynı şekilde, aynı iğneyle yapıldı ve örnekler gelecekte gerçekleştirilecek çalışmalar için -80˚C’de muhafaza edildi. Alınan örneklerde histon proteini yapısında meydana gelen modifikasyonlar ve Tek Nükleotid Polimorfizmlerine (SNPs) bakıldı.

ScienceDirect

Dayanıklılık antrenmanlarını tamamladıktan sonra, genç erkeklerin iskelet kas dokularında bulunan birçok pekiştiricinin yapısının değiştiği keşfedildi. Genetik veri tabanındaki girdilerle birleştirince, bireyler arasındaki genetik çeşitliliği ortaya koyan ve insan hastalıklarıyla korelasyon gösteren birçok düzenlenmiş pekiştirici olduğu gösterildi.

Çalışmaya göre egzersize cevap veren pekiştiricilerle örtüşen Tek Nükleotid Polimorfizmlerinin çoğu trombositlerle ilgiliydi. Trombositlerin hacmi, dağılımı gibi ölçütler belirleyiciydi. Metabolik rahatsızlıklardan ötürü trombositlerin yapısında meydana gelen değişiklikler atardamar tıkanması gibi çeşitli riskli faktörlerin oluşmasına neden olmaktadır. Trombosit fonksiyonları, kardiyovasküler ve nörolojik hastalıklar gibi birçok hastalıkla ilişkilidir. Trombositler, çevresel değişikliklere cevap olarak protein ve sinyal moleküllerini ortama verirler ve moleküllerin taşıyıcılığını üstlenirler. Araştırmacılara göre, egzersiz sonrası trombosit fonksiyonlarının düzenlenmesi pek çok hastalıkla bağlantılı bir süreci işaret ediyor olabilir.

Katılımcıların spor yaparken kilo verebileceği gerçeği üzerinde de duran bilim insanları, kan/glikoz gibi özelliklere ait TNP’leri tespit edemediklerini, bunun sebebinin ise iskelet kaslarındaki lokal adaptasyonlardan mı yoksa karın bölgesindeki kilo kaybının ikincil etkilerinden mi gerçekleştiğini tam olarak bilememelerinden kaynaklandığını açıkladılar.

Spor yapmanın, büyük ölçüde iskelet kas faktörlerinin salgılanmasını düzenleyerek beyin gibi organlara yararlı etki sağladığı düşünülüyor. Özellikle, egzersizin bilişsel yetilerle bağlantılı olan iskelet kaslarındaki pekiştirici aktivitesini yeniden şekillendirdiğini bulgusu oldukça önemli. Bu durum, beyni hedef alan ve egzersizle uyarılan kas faktör salgısının saptanması anlamına geliyor. Çalışmanın diğer baş yazarı Yrd. Doç. Dr. Kristine Williams şöyle diyor:

Bizim verilerimiz, egzersiz sonrası kendi aktivitelerini kontrol edebilecek hızlandırıcıların epigenetik yenilenmesi ile insanlardaki hastalık oluşum riski arasında fonksiyonel bir kanıt sağlamaktadır.

2014’te Drug Discovery Today’de yayınlanan ve Copenhagen Üniversitesi’ndeki bilim insanlarını destekler nitelikteki bir başka çalışmaya göre, egzersiz yapmak birçok dokuda gen anlatım kalıbını değiştirmektedir.^[2] Düzenli spor yapmanın, insan genomunun tamamında bir epigenetik modifikasyon kaynağı olan DNA metilasyonu kalıbını değiştirebileceği ve hastalık oluşumu riskini etkileyebileceği belirtilmektedir.