Autoreferat. Att vara fysiskt inaktiv är hälsofarligt, medan regelbunden fysisk aktivitet leder till förbättrad muskelfunktion, bättre livskvalitet, minskad morbiditet och lägre risk för prematur mortalitet. Exakt hur träning leder till dessa positiva effekter i kroppen är inte känt men mycket tyder på att förändringar i skelettmusklernas och andra vävnaders genaktivitet är en viktig del i anpassningen. Epigenetik i form av metylering av DNA (då en metylgrupp sitter på basen cytosin) är med och styr hur aktiv en gen är. I den här studien undersökte vi hur regelbunden uthållighetsträning påverkade DNA-metylering på 480 000 platser i genomet samt den globala genaktiviteten i skelettmuskulaturen.

Studien inkluderade 23 friska försökspersoner, både kvinnor och män, som tränade ena benet 45 minuter, fyra gånger per vecka i tre månader. Det otränade benet fungerade som en individuell kontroll som sålunda exponerades för samma kost, sömn, stress osv som det tränade benet. Fysisk prestation, biokemiska markörer för muskelns kondition, samt biopsier från m vastus lateralis togs före och efter träningsperioden i båda benen. Genaktiviteten undersöktes med RNA-sekvensering och DNA-metylering med en 450K-matris (Illumina, Inc) som mäter metyleringsgrad på 480 000 cytosinbaser i genomet.

Träningen förändrade signifikant graden av DNA-metylering på nästan 5 000 platser i genomet och aktiviteten hos totalt 4 000 gener. Ungefär 20 procent av generna som förändrades kunde kopplas till förändrad metylering, vilket tyder på att detta är en viktig mekanism vad gäller hur träning påverkar genaktivitet. Tidigare studier har visat att träning påverkar metylering i vissa geners s k promotorer, medan denna studie visar att majoriteten av förändringarna sker i reglerande så kallade enhancer-regioner eller inom själva genen. Platser där metyleringen ökade kunde kopplas till gener som styr muskelfunktion och metabolism medan minskad metylering kopplades till inflammation. Genom integrering av epigenetik- och genaktivitetsdata framträdde mycket intressanta nätverk som tyder på ett koordinerat svar på träningen. I resultaten framkom även skillnader mellan män och kvinnor vad gäller musklernas epigenetik.

Sammanfattningsvis visade denna studie att uthållighetsträning på ett koordinerat sätt påverkade tusentals DNA-metyleringar och gener kopplade till förbättrad funktion och hälsa. Detta kan komma att få stor betydelse för förståelse och behandling av folksjukdomar som typ 2-diabetes och hjärt–kärlsjukdom men även för hur vi ska behålla en god muskelfunktion genom livet. Genom att veta var i genomet dessa förändringar sker öppnas också möjligheten för att på sikt utveckla substanser som kan inducera dessa förändringar hos personer som av olika anledningar inte kan utföra fysisk aktivitet.

Studien har finansierats med stöd från Centrum för idrottsforskning, Torsten Söderbergs stiftelse, forskarnätverket STATegra inom EU:s sjunde ramprogram, Stockholms läns landsting samt Vetenskapsrådet.