Los idénticos o monocigóticos son una relativa rareza en la especie humana. Se originan a partir de un mismo cigoto (óvulo fecundado por un espermatozoide) que, por razones desconocidas, se divide en dos en los primeros días tras la fecundación. Se estima que aparece en uno de cada 250 nacimientos. Dado que los gemelos son idénticos genéticamente (a todos los efectos, son clones), su estudio aporta datos muy valiosos sobre cómo influyen los estilos de vida y el ambiente en el riesgo de sufrir enfermedades. De hecho, la mayoría de los gemelos sufren dolencias diferentes conforme van envejeciendo, lo que indica que el ambiente tiene un peso importante en su aparición.
El síndrome metabólico, que incluye niveles altos de glucosa en sangre, sobrepeso u obesidad, aumento de la presión arterial y niveles anómalos de colesterol y triglicéridos, es un trastorno muy influenciado por los estilos de vida. Esta dolencia incrementa el riesgo de enfermedades cardiovasculares (infarto cardíaco e ictus, sobre todo) y diabetes de tipo 2. Diversos análisis de la expresión génica (producción de proteínas a partir de genes) han identificado una relación entre los niveles de actividad física y múltiples parámetros metabólicos. Sin embargo, no está claro cómo la epigenética, que modula la expresión de los genes, está involucrada en este proceso.
Un nuevo estudio, realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Washington, ha analizado a 70 pares de gemelos adultos para conocer con más detalle cómo la epigenética y la actividad física influyen sobre el riesgo metabólico. Los resultados se han publicado de forma reciente en la revista Informes científicos y sugiere que los comportamientos como la actividad física provocan cambios epigenéticos sistémicos que influyen sobre los factores de riesgo metabólico.
Los gemelos, además de tener la misma genética, también se habían criado juntos, pero vivían separados ya de adultos. Su media de edad era de 50 años y el 74 por ciento eran mujeres. La gran mayoría de los participantes se identificaron como blancos no hispanos (94 por ciento) y estaban casados (71 por ciento). Los científicos recogieron muestras de células de la boca de los gemelos para el análisis epigenético (metilación del ADN). Los voluntarios también participaron, entre 2012 y 2019, en otro estudio de la citada universidad en la que se medía de forma objetiva los niveles de actividad física mediante dispositivos con GPS y acelerómetro. También se obtuvo el índice de masa corporal (IMC), la circunferencia de la cintura y se recopiló información sobre los barrios en los que vivían y sus estilos de vida.
A partir de las células de la boca de los gemelos, se realizó un estudio de asociación de todo el epigenoma (EWAS, por sus siglas en inglés), que consiste en el análisis de las modificaciones químicas del ADN (en concreto, metilaciones en regiones específicos) que provocan cambios en su función, pero que no son alteraciones en su secuencia (mutaciones). Esta información epigenética se relacionó con la actividad física, con las características del vecindario (si este favorecía andar de forma rutinaria) y con factores metabólicos. El estudio de las metilaciones se realizó de forma separada entre hombres y mujeres porque había importantes diferencias epigenéticas entre ambos.
La mayoría de las parejas de gemelos presentaron diferencias notables entre sí en cuanto al índice de masa corporal, los niveles de actividad física y el grado de peatonalización del barrio en el que vivían. Los patrones de metilación del ADN en genes específicos que identifican a los autores aportan pistas importantes sobre cómo la actividad física tiene un gran impacto en parámetros metabólicos y en el riesgo de obesidad.
Por ejemplo, se demostró que los gemelos con un alto nivel de actividad física (más de 150 minutos a la semana de ejercicio moderado o intenso), en comparación con su gemelo sedentario, tienen cambios epigenéticos característicos en regiones del ADN que se asociaban con un menor índice de masa corporal y circunferencia de la cintura en otros estudios. Además, estas regiones de metilación del ADN se asociaban con más de 50 genes implicados en actividad física intensa y en factores de riesgo metabólico.
También se requerirán patrones específicos de metilación del ADN a partir de factores como el índice de masa corporal y la peatonalización del barrio. Aunque los cambios epigenéticos eran muy diferentes entre hombres y mujeres, ambos tenían mecanismos en común y compartían cambios epigenéticos en genes asociados a la actividad física ya la obesidad.
Todos estos datos permiten conocer mejor los mecanismos moleculares que están implicados en el desarrollo del síndrome metabólico y de las enfermedades asociadas. La actividad física provoca alteraciones epigenéticas (metilación del ADN) que influyen en la expresión de múltiples genes que, a su vez, se asocian con parámetros relacionados con la obesidad.
De esta forma, el estudio permite conocer mejor lo que ocurre a nivel molecular entre la práctica frecuente de ejercicio físico y el riesgo metabólico. No obstante, los autores señalan que faltarán más estudios, con parámetros fisiológicos y moleculares más específicos para comprender mejor el papel de la epigenética en la práctica de ejercicio físico y como esta influye en padecer obesidad y enfermedades relacionadas con el síndrome metabólico.
Esther Samper
Referencia: «Estudio de asociación de todo el epigenoma de la actividad física y los parámetros fisiológicos en gemelos monocigóticos discordantes»; Glen Duncan et al. es Informes científicos, vol. 12, 20166, 23 de noviembre de 2022.
