Keď sa ženy pri výbere budúceho otca svojho dieťaťa pozerajú na bicepsy, možno tým (celkom nevedomky) nasledujú najnovšie poznatky molekulárnej biológie.

Nová štúdia, publikovaná v prestížnom časopise Cell Metabolism, totiž prináša prekvapivý záver: fyzická kondícia otca ešte pred počatím môže zásadne ovplyvniť zdravie jeho potomkov. A nie len symbolicky. Ukazuje sa, že cvičenie mení samotnú „informačnú stopu“ v spermii – nie genetický kód, ale to, ako sa gény správajú. Potomkovia otcov, ktorí pravidelne cvičili, vykazovali vyššiu aeróbnu kapacitu, lepšie využívanie energie a vyššiu citlivosť na inzulín.

Že by sa otcova námaha na bežiacom páse mohla premietnuť do organizmu jeho budúceho dieťaťa, môže na prvý pohľad znieť ako sci-fi. Napriek tomu presne to teraz vedci z Nankinskej univerzity v Číne experimentálne preukázali. Výskumný tím sledoval stovky myších samcov, z ktorých polovica absolvovala osem týždňov vytrvalostného tréningu, zatiaľ čo druhá zostala pohodlne v klietke.

Výsledok? Myši-otcovia, ktoré behali, mali nižšie množstvo telesného tuku, viac svalovej hmoty a vyššiu spotrebu kyslíka. Hlavné prekvapenie však prišlo, keď vedci nechali týchto samcov spáriť sa so samicami, ktoré nikdy necvičili. Potomkovia týchto „fit otcov“ sa nielen narodili úplne zdraví, ale keď vyrástli, vykazovali ohromujúce výkonnostné aj metabolické výhody oproti rovesníkom z lenivejších rodov.

V testoch behu do vyčerpania dokázali potomkovia cvičiacich otcov bežať dlhšie a ďalej, mali nižšiu hladinu laktátu po výkone, viac mitochondrií vo svaloch a lepšiu schopnosť spaľovať tuky. „Potomkovia otcov trénovaných na vytrvalosť majú vrodené adaptačné schopnosti na pohyb a lepšie metabolické parametre,“ zhrnuli autori.

Mohlo by vás zaujímať

Hlavné deje sa odohrávajú v spermii

Na rozdiel od klasickej dedičnosti tu nejde o prenos zmenených génov, ale o takzvané epigenetické nastavenie – akýsi softvér, ktorý riadi, kedy sa jednotlivé gény zapínajú a vypínajú. V tomto prípade sa hlavný dej odohráva v spermii.

U cvičiacich samcov sa v spermii mení aktivita takzvanej microRNA – drobných regulačných molekúl, ktoré ovplyvňujú expresiu génov. Tieto microRNA po oplodnení „inštrukčne preprogramujú“ embryonálny vývoj tak, že podporujú tvorbu mitochondrií a oxidačný metabolizmus. Inými slovami: spermia si pamätá, že jej nositeľ cvičil, a túto informáciu odovzdá ďalej.

Tichý posol medzi generáciami

Vedci identifikovali niekoľko kľúčových microRNA, z ktorých najdôležitejšia sa ukázala byť miR-148a-3p. Táto molekula pôsobí ako vypínač, pretože tlmí gén NCoR1, ktorý inak blokuje aktiváciu mitochondrií a brzdí energetický metabolizmus. Cvičenie u otcov zvýšilo množstvo tejto microRNA v spermii takmer trojnásobne.

Keď ju výskumníci samostatne vstrekli do zygot, narodili sa z nich mláďatá s vyššou aeróbnou kapacitou, väčším množstvom mitochondrií a vyššou citlivosťou na inzulín. „Vložením jedinej microRNA do oplodneného vajíčka sme boli schopní reprodukovať celý efekt cvičenia,“ píšu autori. Naopak, keď vedci v embryách umelo obnovili vysokú hladinu NCoR1, pozitívne účinky cvičenia úplne zmizli.

To ukazuje, že táto drobná molekula stojí v strede zložitého mechanizmu, ktorý spája životný štýl otca s fyziológiou potomka. MicroRNA tak funguje ako tichý posol, ktorý prenáša informáciu o pohybe, výžive či strese medzi generáciami – bez priamej zmeny genetického kódu.

Vnúčatá už majú smolu

Zaujímavé je, že výhody cvičiacich otcov sa neobmedzujú len na výkonnostné parametre. Potomkovia vykazovali aj lepšiu glukózovú toleranciu a vyššiu citlivosť na inzulín – teda odolnosť voči metabolickým poruchám, ktoré vedú k diabetu 2. typu.

V testoch, keď boli mladí potomkovia vystavení tučnej diéte, si dokázali lepšie udržať normálnu hladinu cukru v krvi. Analýzy pomocou PET/CT skenov ukázali, že ich svaly dokázali rýchlejšie a účinnejšie využívať glukózu. „Otcovské cvičenie môže zmierniť nepriaznivé metabolické účinky stravy s vysokým obsahom tukov na potomkov,“ zhrnuli autori štúdie.

Zaujímavým zistením je aj to, že tieto výhody pretrvávajú len jednu generáciu, teda u priamych potomkov. U vnúčat už efekt mizne. Biologická pamäť životného štýlu sa tak zdá byť prechodná a závislá od aktuálneho stavu otca v čase počatia.

Ľudia nie sú výnimkou

Aby vedci zistili, či podobný jav existuje aj u ľudí, analyzovali tiež spermie trénovaných a netrénovaných mužov. Sedem z desiatich identifikovaných microRNA sa vyskytlo aj v ľudskom genóme. A všetky boli v spermii športovcov výrazne zvýšené. To naznačuje, že princíp epigenetického prenosu pohybovej aktivity môže platiť aj u človeka.

Spermie tak prenášajú do vajíčka nielen genetický kód, ale aj molekulárnu pamäť otcovho životného štýlu. Táto pamäť sa pritom neukladá v génoch, ale v ich regulácii, teda v tom, ako sa budú „čítať“. V praxi to znamená, že telo dieťaťa môže byť doslova naprogramované na vyšší výkon a zdravší metabolizmus ešte skôr, než sa vôbec narodí.