Abstract

Der genetische Code erklärt nur unzureichend Unterschiede der körperlichen Leistungsfähigkeit und des Gesundheitszustandes sowie die Auswirkung von Sport in diesem Zusammenhang. Ein Schlüssel für das Verständnis dieser Diskrepanz zwischen Genotyp und Phänotyp des Menschen ist die Epigenetik. Durch Veränderungen an der DNA und der diese bindenden Histone können Gene für unterschiedlich lange Zeit aktiv oder stumm geschaltet werden, unter Umständen sogar über Generationen. Die epigenetische Regulation der DNA und der Histone geschieht vor allem über Methylierungen und Azetylierungen. Lebenseinflüsse können diese epigenetischen Regulationen hervorrufen und haben so einen empfindlichen Einfluss auf die Genaktivität. Bisher ist das Wissen um konkrete epigenetische kurz- und langfristige Regulationen durch Sport bzw. körperliche Aktivität noch sehr limitiert. Es existieren jedoch einige Beispiele, die zeigen, dass epigenetische Regulationen durch Veränderungen des Azetylierungsstatus durch körperliches Training im Muskel und Gehirn hervorgerufen werden, was mit Veränderungen der Leistungsfähigkeit dieser Gewebe einher gehen kann. Inwieweit DNA-Methylierung, die über sehr lange Zeit zur Veränderung der Genaktivität führen kann, verändert wird, deutet sich erst an. Es konnte jedoch bereits gezeigt werden, dass körperliche Aktivität Methylierungsveränderungen an Genen macht, die für die Tumorunterdrückung oder chronische Entzündungslage regulierend sind. Das Gen für den Nervenwachstumsfaktor BDNF kann ebenfalls durch körperliche Aktivität durch Demethylierung der DNA aktiviert werden. Für die Zukunft ist zu erwarten, dass eine Vielzahl von epigenetischen Regulationen durch körperliche Aktivität aufgezeigt werden und darüber insbesondere langfristige Effekte körperlicher Aktivität besser verstanden werden. Dies könnte für die Steuerung von körperlicher Aktivität in Zukunft eine Rolle spielen. Verf.-Referat

Abstract

Differences in physical performance and health status as well as the impact of physical activity on these parameters can only partly be explained by the genetic code. Epigenetics play a key role in the understanding of the discrepancy between the human geno- and phenotype. Reversible alterations in the DNA and in histone proteins can activate or silence genes for different time periods, resulting in short term or even generation-overlapping changes. These epigenetic regulations of the DNA and the histones are basically driven by methylation and acetylation. Lifestyle can have a severe influence on these epigenetic modifications and therewith regulate gene activity. Knowledge about concrete epigenetic short- and long term modifications which are influenced by physical activity is still sparse. However, studies show that physical exercise has an impact on the acetylation status of histones, resulting in altered gene activity in muscle and brain tissue. Long-term exercise-induced changes regarding methylation patterns of the DNA can only be assumed. First studies have shown that physical activity may change the DNA methylation of genes which are involved in tumor suppression and chronic inflammation. Further, an exercise-induced demethylation of the BDNF gene, which encodes for a nerval growth factor, could be observed. In the future, several epigenetic modulations which are induced by physical activity can be expected. Therewith some long-term effects of physical activity might be better understood. These findings may help define and control exercise programs more precisely and efficiently in the future. Verf.-Referat