Ciencias del Deporte: Nuevas drogas, la Maravilla en deportes de resistencia. Parte 1

Epigenetica en el Atletismo: En deportes de Resistencia
El estudio de la epigenética se ha disparado en los últimos años y la cantidad de nuevas investigaciones dedicadas al campo es impresionante. Pero, ¿qué es en términos de los laicos?

Como usted probablemente sabe, tradicionalmente todos pensamos de la secuencia del ADN fue en realidad el ser todo poner fin a todos. Dependiendo de lo que los genes que tienes, a usted le toca con ellos y que ha definido como una persona. Una vez que tienes la secuencia de los genes, a usted le toca con ellos. Aunque una excesiva simplificación, la gente tomó esto para significar que o bien tenían un rasgo innato o no lo hiciste.

Sin embargo, la epigenética viene y ofrece otra pieza al rompecabezas. La epigenética es el estudio de lo que pasa alrededor del gen. Hemos descubierto que no es sólo la secuencia de ADN tiene o si tiene o no un gen, pero así es como funciona ese gen. Aquí es donde entra en juego la epigenética. Se refiere a los procesos que afectan la forma en que las obras de genes, o en términos científicos su expresión. Como la mayoría de ustedes saben, el trabajo de los genes de transcripción y traducción, que es esencialmente el proceso de copiar y, a continuación la traducción de ese gen en una proteína utilizable. Epigenética entra en juego aquí, en que las sustancias pueden venir interactuar con el gen que afecta cuando está encendido o apagado, el momento de que el gen se activa o desactiva, y la cantidad de proteína total del producto final que se produce.

Si bien es demasiado compleja para cubrir aquí, y francamente no sé lo suficiente para hablar de las complejidades, afecta a la expresión epigenética través de varios mecanismos diferentes. Una de las maneras principales incluye sustancias directamente vinculados con el ADN y causando un cambio en la forma en que el gen está trabajando. Otra forma es que sustancias desencadenan la constricción o distensión de la misma ADN, lo que ya sea el cierre de la transcripción, porque no hay manera de que ocurra, o permitiendo que en el caso de aflojamiento.


En esencia, el ADN es el hardware, mientras que la epigenética es el software. Mientras usted está atascado con el hardware que se heredan. Puede manipular la función de la máquina al cambiar el software.

Entonces, ¿cuál es el problema?

Esto significa que la forma en que los genes de función se puede cambiar sobre la base de las influencias ambientales. Aún más asombroso es que estos cambios pueden ser transmitidos a la siguiente generación. Así que lo que haces, o lo que sus padres hicieron, directamente afecta a lo que sucede con sus hijos y la de ellos posiblemente. Como uno de los primeros investigadores sobre el tema, el Dr. Pembrey, proclamó: "Tú no eres lo que comes. Tú eres lo que tus padres comían, comían lo que sus abuelos y, posiblemente, lo que comieron sus padres. "

¿Qué cambios?

Puesto que el campo es muy nuevo, los científicos están descubriendo los misterios detrás de ella todo el tiempo. La cuestión central, sin embargo, es lo que puede afectar a la epigenética y por qué ocurre esto?

En primer lugar, veamos el qué. La respuesta es un número sorprendentemente alto de los factores de estrés ambiental. Si bien es más allá de mi alcance los conocimientos para poner de relieve la mayor parte de la información, vamos a cubrir algunos de los resultados más pertinentes.

La principal conclusión es que hay muchos factores estresantes externos que pueden cambiar el epigenoma. Por ejemplo, la dieta ha demostrado jugar un papel importante tanto en animales como en humanos. En un estudio retrospectivo que miró a la dieta y la enfermedad de un grupo de familias en un pueblo en Suecia, dos conclusiones más destacadas fueron demostrados. En primer lugar, en los hombres si durante su infancia un hombre fue expuesto a un exceso de alimentos, su nieto tenía más probabilidades de morir de diabetes. Del mismo modo, en el lado de las mujeres, si una mujer fue sometida a la restricción de calorías de una hambruna durante el embarazo, su hijo tenía más probabilidades de tener resistencia a la insulina y la obesidad entre otros problemas.

Estos resultados fueron respaldados por los estudios en animales en los que, podrían estudiar los factores de estrés los cambios puestos en una expresión de los genes de los animales afectados en generaciones posteriores. En un estudio con ratas, una dieta baja en proteínas durante el embarazo afecta la expresión génica de dos genes diferentes en las generaciones subsiguientes (lillycrop et al. 2005).

Pero va más allá de la dieta. En otro estudio con ratas, el nivel de la atención prestada por la madre de las ratas bebé después del nacimiento influyó en el epigenitics de dos genes más (Weaver et al. 2004). Por otra parte, una respuesta de estrés parece ser capaz de hacer cambios epigenéticos. La exposición a un alto nivel de hormonas de estrés en los padres puede llevar a una producción anormal de estas hormonas en la generación siguiente. Además, se ha demostrado para cambiar la función cardiovascular, composición corporal, metabolismo, respuesta al estrés, y un montón de otras cosas.

Mientras tanto se tiene que aprender, parece que hay muchos factores de estrés que provocan diferentes cambios epigenéticos que se produzca.

¿Por qué ocurre?

Todo esto está muy bien, pero ¿cuál es el razonamiento detrás de los cambios epigenéticos?

Si pensamos en la evolución o la selección natural como a largo plazo de adaptación genética al medio ambiente, la epigenética se prevé a corto plazo, los ajustes rápidos en el medio ambiente.

En esencia, la epigenética es el ajustar el sistema para adaptarse al medio ambiente.

En una revisión sobre el tema, Godfrey et al. (2007) discutió la idea de cómo encaja en la epigenética de la enfermedad. Propusieron que el cuerpo produce cambios epigenéticos en el útero o la primera infancia para adaptarse al medio ambiente previsto. En otras palabras, el cuerpo está ajustando sí para asegurarse de que está listo para lo que está ahí fuera. Si una madre está desnutrida o que carecen de ciertos nutrientes, el organismo se asegura de modificar la expresión génica de forma que si un bebé recién nacido está en camino, que se prepara. Por ejemplo, podría ver las adaptaciones que condujo al almacenamiento aumento de la grasa, o disminución del BMR como un ejemplo hipotético. Por otra parte, si una persona con experiencia de un evento catastrófico que fue un gran factor de estrés, el organismo haría cambios epigenéticos para contrarrestar este "estresante" medio ambiente. Así que usted podría obtener algo así como la supresión de la hormona del estrés o menos receptores en la próxima generación.

Godfrey et al. la hipótesis de que la enfermedad se produce cuando hay un desajuste entre previsiones de un entorno y el medio ambiente real. En sus propias palabras:

"Los intentos de desarrollo de la plasticidad" sintonizar expresión génica "para producir un fenotipo que mejor se adapte a la tarde predijo medio ambiente. Cuando el fenotipo resultante se corresponde con su entorno, el organismo se mantenga sano. Cuando hay un desequilibrio, la capacidad del individuo para responder a los retos ambientales pueden ser inadecuados y el riesgo de enfermedad aumenta ".

Lo que esto significa es que si el cuerpo está esperando un ambiente, entonces recibe un uno completamente diferente, la enfermedad es probable que ocurra porque todas sus adaptaciones fueron hechas para el medio ambiente de otros. Un ejemplo de esto desde el mundo de la nutrición puede ser lo que ha sucedido en China. Tan sólo una década o así lo hace, el niño entra en el mundo habría sido influenciado por sus padres adaptaciones a una dieta llena de arroz, pescado, etc y baja en grasas. Bueno, unos años más tarde y el niño que está en un entorno lleno de comida rápida y rica en grasas, alta en calorías con bajo nivel de actividad.
El cuerpo del niño no se adaptó para que el medio ambiente y hay una falta de coincidencia. Mientras que la epigenética puede adaptarse continuamente, la capacidad de adaptarse decrece a medida que más y más desde el vientre. Usted aún puede hacerlo, sólo se necesita más y más largos a medida que envejece. Así que lo que esto significa es que la falta de correspondencia más estrecha entre espera y el medio ambiente real, la probabilidad más por enfermedad.

O como ellos dicen: "fenotipo epigenéticos sintonizar los procesos para lograr la mejor manera posible con el medio ambiente previsto." Y cuando predijo que el medio ambiente difiere sustancialmente del entorno real, no es una buena noticia. Es como la formación de un sprint de 100 m. por años, después que muestra a los Juegos Olímpicos y hay que correr una carrera más larga. Si había un desfase pequeño, es como correr los 400 metros en su lugar. Es probable que usted va a estar bien. Pero si la diferencia entre los resultados predichos y reales es grande, es como mostrar y descubrir lo que tienes que correr el maratón.

Esto tiene grandes implicaciones en la enfermedad, la nutrición, e incluso el rendimiento deportivo. Dado que este es un blog relacionado con los deportes, por supuesto eso es lo que voy a profundizar en:

Rendimiento?

Hasta ahora se ha hecho hincapié en cómo los factores epigenéticos nos afectan negativamente. Pocos estudios se han realizado sobre los cambios positivos. Pero echemos un vistazo y ver las implicaciones teóricas.

Ha sido establecido que en estudios con animales, pueden ocurrir cambios que afectan al corazón, el flujo sanguíneo, las hormonas del estrés y el metabolismo. Por supuesto que ha habido cambios en su mayoría negativas, pero el hecho de que los cambios pueden ocurrir es intrigante. Por ejemplo, un agrandamiento del corazón ha sido encontrada como resultado de un estudio, mientras que la alteración del metabolismo se ha demostrado en varios. Lo intrigante es que el cambio se produjo en absoluto, ni que era positiva o negativa.

Esto lleva a la posibilidad de que factores externos como la dieta, ejercicio, estrés, o cualquier número de factores que pueden cambiar la expresión de ciertos genes que aumentan el rendimiento. Por ejemplo, en un estudio en ratas se comprobó que la alimentación con una rata preñada B12, ácido fólico, colina y dio lugar a los ratones delgados en comparación con los ratones de grasa en el estudio de control. Lo que pasa es que estas sustancias cambiado la expresión génica de un gen específico y lo apaga, y por lo tanto la creación de los ratones delgados (Sharp, 2008). ¿Es posible que lo que hacemos o lo que hicieron nuestros padres podían activar o desactivar genes destinada a cuestiones como la creación de las mitocondrias, o la producción de glóbulos rojos?

Por ejemplo la investigación ha estado sucediendo en cuanto a la expresión de PGC-1a a través de los cambios epigenéticos. Si recuerdan mi artículo sobre las vías de señalización de Altitud (pulse aquí), que te recuerde que PGC-1a juega un papel vital en la formación de EPO, que aumenta nuestros glóbulos rojos, y las mitocondrias. En los bebés, que han encontrado que la manipulación a través de PGC-1a cambios epigenéticos podrían desempeñar un papel en la programación metabólica posterior del bebé. Mientras que la relación no se ha establecido, no hay posibilidades de que esto podría explicar por qué más pequeño que la media y media mayor que los bebés tienden a tener menor número de mitocondrias que el promedio de los bebés de tamaño (Pirola, 2009).

Además, investigaciones recientes han hecho la pregunta si los tipos de fibras musculares se ven influidas por los cambios epigenéticos. El tipo de fibra se clasifican en gran medida en función del tipo de proteína de la cadena pesada de miosina es que tienen. Aquí es donde puede obtener el sistema de clasificación que divide comúnmente vistos en las fibras musculares de tipo I, tipo IIa, IIx, etc,

Sabemos que los tipos de fibra puede cambiar. Con el entrenamiento, se puede desplazar ligeramente a la izquierda o a la derecha en el continuo tipo de fibra. Con graves daños, como la causada por la estimulación crónica de los animales, los tipos de fibra puede cambiar totalmente. La expresión de las formas de MHC en la célula decir qué tipo de fibra que usted va a conseguir. Lo que es interesante, es que la investigación reciente ha demostrado que los factores epigenéticos pueden manipular esta expresión de los diferentes tipos. En un estudio realizado por Pandorf et al. (2009) encontraron que la descarga o carga de un músculo dado lugar a cambios epigenéticos que la expresión alterada de las ratas de tomar y se suspende de modo que sus patas traseras fueron descargados (simplemente utilizan sus patas delanteras) dio lugar a una modificación epigenética que cambió la expresión de diversas formas de salud maternoinfantil. Lo que esto nos dice es que los factores epigenéticos son otro regulador en lo que se expresa MHC. Ellos juegan un papel en su desarrollo de contracción rápida o lenta fibras musculares Twitch.

Todo esto conduce a la idea de que lo que haces ahora puede afectar a la expresión de genes no sólo para usted sino también para sus futuros hijos. Y la pregunta es puede la formación efecto el epigenoma?

La nueva investigación sugiere así. En un estudio realizado por Collins et al. (2009), encontraron que las ratas que habían estado haciendo ejercicio, tuvieron una mayor respuesta epigenética de genes relacionados con el estrés de afrontamiento que las ratas de control después de haber sido a través de la tensión de ser arrojado al agua fría.

En una excelente lectura sobre el tema, Sharp desarrolla en este concepto, la hipótesis de que la formación en sí mismo lleva a la tensión necesaria para hacer los cambios epigenéticos. Como usted pudo haber atrapado por ahora, parece que hay ciertos momentos clave cuando el cuerpo realiza cambios en el epigenoma. Mientras que el bebé se está desarrollando en el útero parece ser uno, y antes de la pubertad ser otro. ¿Pero qué pasa durante el resto de tu vida?

En primer lugar en términos científicos, Sharp dijo:

"Los organismos han desarrollado mecanismos para influir en el momento o la localización genómica de la variabilidad heredable

(Conocido como''''plasticidad fenotípica). Pando y Verstrepan (2007) han demostrado que lo que ellos llaman''interruptores epigenéticos''aumento de la variabilidad de los fenotipos específicos. Además, propensos a errores replicases ADN producir ráfagas de variabilidad en los momentos de estrés celular. Al parecer, estos mecanismos de ajuste la variabilidad de un fenotipo determinado para que coincida con la variabilidad de la presión selectiva en calidad - es decir, un aspecto del medio ambiente, intra o peri-celular (egtraining).

Áspero traducción en términos más simples:

Capacitación y aumenta el estrés celular plasticidad fenotípica. Esto se refiere al grado de que un organismo puede cambiar su fenotipo en respuesta al medio ambiente. En la llanura Inglés, aumenta la formación la capacidad del cuerpo para adaptarse al medio ambiente. El estrés influye en lo que ha cambiado y cuando se cambia. interruptores epigenética tratar de coincidir con el estrés.

Un estudio reciente de McGee et al. (2009) parece confirmar esta hipótesis. Habían ciclo de temas para una hora antes de tomar biopsias de músculo para buscar evidencia de los cambios epigenéticos. Ellos encontraron que los cambios epigenéticos son, de hecho, que tienen lugar a través de un mecanismo que mejora el proceso de la transcripción. Esto abre la puerta a los factores de transcripción como el mencionado PGC-1a para que venga y producir un resultado específico al estrés de ejercicio (es decir, la creación de las mitocondrias). Esto parece conllevar credibilidad a la posibilidad de que el estrés, o la formación, aumenta los factores epigenéticos. Si esto es transgeneracional (se transmite a la siguiente generación) es desconocida. Es dudoso que un solo entrenamiento es, pero tal vez una acumulación o un nivel muy alto de estrés celular podría inducir cambios epigenéticos transgeneracional.

En conclusión, la formación y la nutrición de realizar cambios en el epigenoma, esencialmente afectan cómo funcionan los genes, por no mencionar sus generaciones futuras. Las implicaciones subyacentes podrían ser profundas.

En la parte 2, voy a ver algunas aplicaciones teóricas a los resultados, y las posibles implicaciones de la epigenética en el África Oriental ejecuta fenómeno.

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