Эпигенетические механизмы кардиопротекторного влияния физических упражнений

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) остаются одной из ведущих причин заболеваемости и смертности во всем мире, причем их распространенность продолжает расти в связи со старением населения. Несмотря на убедительные доказательства эффективности физических упражнений в снижении риска ССЗ, молекулярные механизмы, лежащие в основе этого эффекта, до сих пор недостаточно изучены. В последние годы все больше исследований указывают на ключевую роль эпигенетических механизмов, таких как метилирование ДНК, модификации гистонов и экспрессия некодирующих РНК, в регуляции сердечно-сосудистого здоровья. Физическая активность выступает мощным эпигенетическим модулятором, вызывая устойчивые изменения экспрессии генов и активируя сигнальные пути, связанные с функцией сердечно-сосудистой системы. В данном мини-обзоре представлены актуальные данные о влиянии физических упражнений на экспрессию длинных некодирующих РНК и их роль в патогенезе и профилактике ССЗ. Современные исследования подтверждают, что эпигенетические модификации, индуцированные физической активностью, обладают значительным терапевтическим потенциалом в профилактике и лечении ССЗ.

1. Roth G.A., Mensah G.A., Johnson C.O., Addolorato G., Ammirati E. et al. Global burden of cardiovascular diseases and risk factors, 1990–2019: update from the gbd 2019 study. J. Am. Coll. Cardiol. 2020;76(25):2982–3021. DOI: 10.1016/j.jacc.2020.11.010

2. World Health Organization. Cardiovascular Diseases. (2024). Available online at: https://www.who.int/europe/news-room/factsheets/item/cardiovascular-diseases (accessed 2024-10-1 2024).

3. Pietri P., Stefanadis C. Cardiovascular aging and longevity: jacc state-of-the-art review. J. Am. Coll. Cardiol. 2021;77(2):189–204. DOI: 10.1016/j.jacc.2020.11.023

4. Zhang W., Song M., Qu J., Liu G-H. Epigenetic modifications in cardiovascular aging and diseases. Circ. Res. 2018;123(7):773–86. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.118.312497

5. Wang L., Wan W., Zhang S., Keswani T., Li G., Xiao J. Rnamediated epigenetic regulation in exercised heart: mechanisms and opportunities for intervention. Mol. Aspects Med. 2024;97:101274. DOI: 10.1016/j.mam.2024.101274

6. O'Connor E.A., Evans C.V., Rushkin M.C., Redmond N., Lin J.S. Behavioral counseling to promote a healthy diet and physical activity for cardiovascular disease prevention in adults with cardiovascular risk factors: updated evidence report and systematic review for the US preventive services task force. JAMA. 2020;324(20):2076–94. DOI: 10.1001/jama.2020.17108

7. Chaput J-P., Willumsen J., Bull F., Chou R., Ekelund U. et al. 2020 Who guidelines on physical activity and sedentary behaviour for children and adolescents aged 5–17 years: summary of the evidence. Int. J. Behav. Nutr. Phys. Act. 2020;17(1):141. DOI: 10.1186/s12966020-01037-z

8. Barber J.L., Zellars K.N., Barringhaus K.G., Bouchard C., Spinale F.G., Sarzynski M.A. The effects of regular exercise on circulating cardiovascular-related micrornas. Sci. Rep. 2019; 9(1):7527. DOI: 10.1038/s41598-019-43978-x

9. Costantino S., Libby P., Kishore R., Tardif J-C., El-Osta A., Paneni F. Epigenetics and precision medicine in cardiovascular patients: from basic concepts to the clinical arena. Eur. Heart J. 2018;39(47):4150–8. DOI: 10.1093/eurheartj/ehx568

10. van der Harst P., de Windt L.J., Chambers J.C. Translational perspective on epigenetics in cardiovascular disease. J. Am. Coll. Cardiol. 2017;70(5):590–606. DOI: 10.1016/j.jacc.2017.05.067

11. Correia C.C. M., Rodrigues L.F., de Avila Pelozin B.R., Oliveira E.M. Fernandes T. Long non-coding rnas in cardiovascular diseases: potential function as biomarkers and therapeutic targets of exercise training. Noncoding RNA. 2021;7(4):65. DOI: 10.3390/ncrna7040065

12. Jusic A., Thomas P.B., Wettinger S.B., Dogan S., Farrugia R. et al. Noncoding rnas in age-related cardiovascular diseases. Ageing Res. Rev. 2022;77:101610. DOI: 10.1016/j.arr.2022.101610

13. Gevaert A.B., Wood N., Boen J.R.A., Davos C.H., Hansen D. et al. Epigenetics in the primary and secondary prevention of cardiovascular disease: influence of exercise and nutrition. Eur. J. Prev. Cardiol. 2022;29(17):2183–99. DOI: 10.1093/eurjpc/zwac179

14. Okutsu M., Yamada M., Tokizawa K., Marui S., Suzuki K. et al. Regular exercise stimulates endothelium autophagy via IL-1 signaling in apoЕ deficient mice. FASEB J. 2021;35(7):e21698. DOI: 10.1096/fj.202002790RR

15. Yang Q., Chen S., Wang X., Yang X., Chen L. et al. Exercise mitigates endothelial pyroptosis and atherosclerosis by downregulating Neat1 through N6-methyladenosine modifications. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2023;43(6):910–26. DOI: 10.1161/ATVBAHA.123.319251

16. Hu L., Xu Y-N., Wang Q., Liu M-J., Zhang P. et al. Aerobic exercise improves cardiac function in rats with chronic heart failure through inhibition of the long non-coding rna metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1 (Malat1). Ann. Transl. Med. 2021;9(4):340. DOI: 10.21037/atm-20-8250

17. Farsangi S.J., Rostamzadeh F., Sheikholeslami M., Jafari E., Karimzadeh M. Modulation of the expression of long non-coding rnas H19, Gas5, and miat by endurance exercise in the hearts of rats with myocardial infarction. Cardiovasc. Toxicol. 2021;21(2):162–8. DOI: 10.1007/s12012-020-09607-0