KAN DIN FITNESS øGE DINE BøRNS HJERNEKRAFT?

Fædre kan muligvis videregive den forbedrede læringsevne, der kommer fra at være fysisk og mentalt aktiv gennem molekylære ændringer i deres sædceller, ifølge ny forskning fra Tyskland.

Fædres fysiske kondition kan gavne deres børns hjernekraft.

I et papir offentliggjort i tidsskriftet Cellerapporter, forklarer forskere fra det tyske Center for Neurodegenerative Diseases (DZNE) og University Medical Center Göttingen, også i Tyskland, hvordan de kom til denne konklusion efter at have studeret mus.

De fandt ud af, at udsættelse for et stimulerende miljø med masser af motion ikke kun øgede læringsevne hos voksne hanmus, men også at denne fordel blev arvet af deres afkom.

Yderligere tests afslørede, at effekten blev overført gennem ændringer i RNA-molekyler i fædrenes sæd.

Forskerne identificerede to specifikke microRNA-molekyler - kaldet miRNA212 og miRNA132 - som værende primært ansvarlige. MicroRNA'er er en gruppe af molekyler, der styrer genaktivitet uden at ændre det underliggende DNA.

Den nye undersøgelse giver yderligere bevis for en "epigenetisk" arvsproces, hvor færdigheder kan overføres til næste generation uden at involvere DNA.

Epigenetisk arv

I deres artikel sammenfatter seniorforfatter André Fischer, professor ved Institut for Psykiatri og Psykoterapi ved DZNE, og hans kolleger nylige beviser for "ikke-genetiske mekanismer" for arv.

Mekanismerne vedrører det nye felt af epigenetik, hvor forskere samler mere og mere bevis for, hvordan miljøfaktorer - såsom livsstil og diæt - i en generation påvirker den næste generations biologiske udvikling, sundhed og sygdom.

Epigenetiske mekanismer ændrer genekspression uden at ændre DNA. De påvirker celleaktivitet ved f.eks. At tænde og slukke for gener og ændre mønstre for proteinproduktion.

Nylige undersøgelser tyder på, at epigenetiske ændringer kan overføres gennem sædceller. Forskning, der for nylig blev præsenteret på en konference, viste for eksempel, at eksponering for en levetid med mild stress kan ændre sæd hos hanmus på en sådan måde, at det former hjernens udvikling hos deres afkom.

Motion og 'synaptisk plasticitet'

Prof. Fischer og kolleger bemærker, at fysisk træning kombineret med kognitiv træning - som de omtaler som "miljøberigelse" - vides at sænke risikoen for forskellige sygdomme, herunder dem, der påvirker hjernen.

Især undersøgelser på rotter og mennesker har vist, at miljøberigelse kan øge "synaptisk plasticitet", som bestemmer, hvor godt hjerneceller kommunikerer og også anerkendes som det biologiske grundlag for læring.

Mens undersøgelser også har afsløret, at opdræt af mus i berigede miljøer kan føre til forbedret synaptisk plasticitet hos deres afkom, er det ikke klart, om dette også er tilfældet, hvis eksponeringen kun sker i voksenalderen.

Derudover er mekanismen, gennem hvilken den øgede synaptiske plasticitet nedarves, dårligt forstået, bemærk forfatterne.

For deres undersøgelse tog forskerne to grupper af hanmus. De tillod en gruppe at opleve miljøberigelse, som omfattede masser af motion, i 10 uger, mens den anden gruppe forblev i "hjemmebure".

De opdagede, at musene, der havde oplevet miljøberigelse, viste en “signifikant stigning” i synaptisk aktivitet i hippocampus, som er et område af hjernen, der er vigtigt for læring sammenlignet med de burmus (kontrollerne).

Fordelen overføres gennem sæd-RNA

I den næste fase af undersøgelsen tog forskerne yderligere to grupper af voksne hanmus og satte dem igennem det samme regime, bortset fra at de efter 10 uger parrede dem med hunner i hjemmet.

Holdets resultater afslørede, at afkomene til de mandlige mus, der havde oplevet miljøberigelse i voksenalderen, også havde øget hippocampus synaptisk aktivitet sammenlignet med afkomene til de mandlige kontroller.

Forfatterne bemærker, at da mødrene aldrig havde oplevet miljøberigelse, skal fordelen være gået gennem fædrene.

I yderligere eksperimenter ekstraherede de RNA fra fædrenes sæd og injicerede det i befrugtede musægægceller.

Det blev opdaget, at afkom fra æg med sæd-RNA fra mus, der var blevet udsat for miljøberigelse i voksenalderen, havde "forbedret synaptisk plasticitet og indlæringsevne" sammenlignet med afkom fra æg med sæd-RNA fra kontrolmus.

Forskerne konkluderede, at miljøberigelse eller at være mere fysisk og mentalt aktiv i voksenalderen kan øge kognitiv evne hos afkom, og at dette videreføres gennem sæd-RNA.

Ved hjælp af mere præcise injektioner af RNA forsøgte holdet derefter at identificere de nøjagtige RNA-molekyler, der var ansvarlige for den epigenetiske arv af den forbedrede læringsevne. De fandt ud af, at miRNA212 og miRNA132 tegnede sig for det meste.