МОЖЕ ЛИ ВАШАТА ФИТНЕС ДА ЗАСИЛИ МОЗЪЧНАТА СИЛА НА ДЕЦАТА ВИ?

Според ново изследване от Германия бащите могат да предадат засилената способност за учене, която идва от физическата и психическата активност чрез молекулярни промени в спермата.

Физическата годност на бащите може да е от полза за мозъчната сила на децата им.

В статия, публикувана в списанието Клетъчни отчети, изследователи от Немския център за невродегенеративни заболявания (DZNE) и Университетския медицински център Гьотинген, също в Германия, обясняват как са стигнали до това заключение след изучаване на мишки.

Те откриха, че излагането на стимулираща среда с много упражнения не само увеличава способността за учене при възрастни мъжки мишки, но също така, че тази полза е наследена от тяхното потомство.

Допълнителни тестове разкриха, че ефектът се предава чрез промени в молекулите на РНК в сперматозоидите на бащите.

Изследователите идентифицираха две специфични молекули на микроРНК - наречени miRNA212 и miRNA132 - като първостепенно отговорни. МикроРНК са група молекули, които контролират генната активност, без да променят подлежащата ДНК.

Новото проучване предоставя допълнителни доказателства за „епигенетичен“ процес на наследяване, при който уменията могат да бъдат предадени на следващото поколение, без да се включва ДНК.

Епигенетично наследство

В своя доклад старшият автор на изследването Андре Фишер, професор в Катедрата по психиатрия и психотерапия в DZNE, и неговите колеги обобщават последните доказателства за „негенетични механизми“ на наследяване.

Механизмите се отнасят до нововъзникващата област на епигенетиката, в която учените събират все повече доказателства за това как факторите на околната среда - като начин на живот и диета - от едно поколение влияят върху биологичното развитие, здравето и болестите на следващото поколение.

Епигенетичните механизми променят генната експресия, без да променят ДНК. Те влияят на клетъчната активност чрез включване и изключване на гени и промяна на моделите на производство на протеини, например.

Последните проучвания показват, че епигенетичните промени могат да се предават чрез сперматозоиди. Изследванията, които наскоро бяха представени на конференция, например показаха, че излагането на цял живот на лек стрес може да промени сперматозоидите при мъжки мишки по такъв начин, че да формира мозъчното развитие на техните потомци.

Упражнение и „синаптична пластичност“

Проф. Фишер и колеги отбелязват, че физическите упражнения, съчетани с когнитивно обучение - което те наричат „обогатяване на околната среда“ - намаляват риска от различни заболявания, включително тези, които засягат мозъка.

По-специално, проучвания върху плъхове и хора демонстрират, че обогатяването на околната среда може да засили „синаптичната пластичност“, което определя колко добре комуникират мозъчните клетки и също така се признава като биологична основа на обучението.

Въпреки това, въпреки че проучванията също така разкриват, че отглеждането на мишки в обогатена среда може да доведе до засилена синаптична пластичност в тяхното потомство, не е ясно дали това е вярно и ако излагането се проявява само в зряла възраст.

Освен това механизмът, чрез който се наследява повишената синаптична пластичност, е слабо разбран, отбелязват авторите.

За своето проучване учените взеха две групи мъжки мишки. Те позволиха на една група да изпита обогатяване на околната среда, което включваше много упражнения, в продължение на 10 седмици, докато другата група остана в „домашни клетки“.

Те откриха, че в сравнение с мишките в клетката (контролите), мишките, които са преживели обогатяване на околната среда, показват „значително увеличение“ на синаптичната активност в хипокампуса, който е област от мозъка, която е важна за ученето.

Ползата се предава чрез РНК на спермата

В следващата фаза на изследването изследователите взеха още две групи възрастни мъжки мишки и ги подложиха на същия режим, с изключение на това, че след 10 седмици те ги чифтосваха с женски клетки в домашни клетки.

Резултатите от екипа разкриват, че потомството на мъжките мишки, които са преживели обогатяване на околната среда в зряла възраст, също е повишило хипокампалната синаптична активност в сравнение с потомството на мъжките контроли.

Авторите отбелязват, че тъй като майките никога не са имали обогатяване на околната среда, ползата трябва да се е предавала чрез бащите.

В по-нататъшни експерименти те извличат РНК от сперматозоидите на бащите и я инжектират в оплодени миши яйцеклетки.

Установено е, че потомството от яйца със сперматозоидна РНК на мишки, които са били изложени на обогатяване на околната среда по време на зряла възраст, е имало „повишена синаптична пластичност и способност за учене“ в сравнение с потомство от яйца със сперматозоидна РНК от контролни мишки.

Изследователите стигнаха до извода, че обогатяването на околната среда или по-активната физическа и психическа активност в зряла възраст може да повиши когнитивните способности на потомството и че това се предава чрез РНК на спермата.

Използвайки по-точни инжекции на РНК, екипът след това се опита да идентифицира точните молекули на РНК, отговорни за епигенетичното наследяване на подобрената способност за учене. Те открили, че miRNA212 и miRNA132 представляват по-голямата част от нея.