В наши дни малоподвижный образ жизни стал обычным, несмотря на связанный с ним риск развития ожирения и хронических заболеваний. О необходимости сломать этот нездоровый тренд говорят результаты недавних исследований связи между физической тренированностью отца и характеристиками обмена веществ у потомства

Почти на всем протяжении долгой эволюции человека важнейшую роль в его выживании играла физическая сила, выносливость и ловкость, необходимые для охоты, защиты от хищников, долгой ходьбы и бега. В современном обществе, в первую очередь в развитых странах, жизненный уклад претерпел радикальные изменения — нормой стал малоподвижный образ жизни. При этом известно, что тренированные люди здоровее, у них лучше обмен веществ и ниже риск развития многих хронических заболеваний.

Также имеются объективные научные данные, что физическая подготовка родителей влияет на фенотип (совокупность внешних и внутренних признаков) их потомства. Механизмы этого феномена недостаточно изучены, хотя есть предположение, что «посредниками» такой «недарвиновской» межпоколенческой наследственности могут быть молекулы малых (регуляторных) РНК. Активность этих микроРНК в организме может меняться под действием факторов окружающей среды. И когда они оказываются в эмбриональных тканях, то способны влиять на работу эмбриональных генов и развитие будущей особи.

Большинство исследований связи физической активности родителей и здоровья потомства касались матерей. Однако сейчас ученые из КНР в экспериментах на мышах изучили влияние на потомство физической активности отцов.

Животных разделили на две группы, при этом первую группу тренировали в течение двух месяцев на беговой дорожке, а вторая вела обычный малоподвижный образ жизни. Тренированные мыши по сравнению с контрольными были более худыми, но с большей мышечной массой, у них также было больше устойчивых к утомлению окислительных (медленных, или красных) волокон в мышцах и выше минеральная плотность костей. Такие животные лучше проходили тесты на выносливость и поведенческий тест «открытое поле», что указывает на низкую тревожность. Что касается метаболизма, то «спортсмены» интенсивнее потребляли кислород и тратили больше энергии.

Далее ученые скрестили самцов из обеих групп с самками и провели аналогичные тесты на их взрослых потомках-самцах, которые вели обычный для лабораторных животных малоподвижный образ жизни. И результаты этих тестов у потомков тренированных отцов оказались схожи с родительскими! А вот следующее поколение уже не переняло эти свойства.

Исследователи выяснили, что у тренированных мышей и первого поколения их потомков в мышцах активнее работает несколько генов, включая ген PGC-1, играющий важную роль в регуляции метаболизма. И когда они получили потомство от самцов, у которых активность гена PGC-1 была повышена искусственно, то оказалось, что их дети также были более выносливыми и здоровыми.

Дальнейшие исследования показали, что «передатчиком» полезных свойств является фракция микроРНК, выделенная из сперматозоидов. Когда ученые внесли эту фракцию в развивающиеся эмбрионы на ранней стадии, из них выросли выносливые и здоровые особи.

Ученые проделали аналогичный эксперимент с отдельной микроРНК (miR-148a-3p), производство которой непосредственно стимулируется физической нагрузкой. Такая микроРНК подавляет активность гена NCoR1 — функционального антагониста вышеупомянутого гена PGC-1, контролирующего метаболизм. И выросшие мыши также оказались выносливыми и здоровыми.

На основе полученных результатов исследователи смогли реконструировать механизм влияния физических тренировок на эмбрион. Тренировки, как и повышенная активность гена PGC-1, изменяют профиль микроРНК сперматозоидов, которая напрямую подавляют активность гена NCoR1 на ранних стадиях эмбрионального развития. И такого поначалу незначительного сдвига в формировании сетей регуляции генов в конечном итоге оказывается достаточно, чтобы существенно изменить судьбу клеток, тканей и целых органов.

Кстати, ученые уже провели небольшое исследование на людях, в котором приняли участие 24 нетренированных и 8 тренированных мужчин. Анализ микроРНК сперматозоидов тренированных людей выявил у них профиль активации генов, сходный с таковым у тренированных мышей. Возможно, что и остальные выводы этого исследования применимы к человеку. Если это так, то перед нами предстает технически простая стратегия улучшения здоровья будущих поколений.