Когда мы не следим за лишним весом или обзаводимся вредными привычками, то портим жизнь не только себе, но и будущим поколениям. Почему и как это происходит, объясняет новая наука эпигенетика.
Еще недавно ученые полагали, что наш образ жизни, пища, привычки и характер никак не влияют на гены будущего потомства. Но в последние годы оказалось, что это не так! Тщательные исследования образа жизни однояйцевых близнецов и семейных историй болезни показали: от того, как жили наши родители и прародители, зависит, чем будем болеть мы и даже наши дети и внуки.
Новая наука не отменяет генетику. Та по-прежнему ведает собственно генами. А вот тем, как реализуется в клетках генетическая информация, ведает эпигенетика.
Ген можно включить или выключить
Исследования показали: ген, как лампочка, может пребывать в двух состояниях: включенном и выключенном. Это состояние определяется изменчивым эпигеномом — набором молекулярных механизмов, которые регулируют проявления (экспрессию) 30 тысяч генов в разных клетках нашего тела.
Например, у нервных клеток, клеток поджелудочной железы и мышц одинаковый набор генов. Однако первые синтезируют только нейромедиаторы, вторые — инсулин, а третьи — мышечные белки. Это и есть результат эпигенетики: экспрессия одних генов активируется, других, наоборот, подавляется. В данном примере это происходит еще в процессе эмбрионального развития.
Но эпигенетика постоянно меняется и у взрослых людей: наш образ жизни, вредные привычки, питание влияют на эпигеном, а значит и наше здоровье и наследственность. В половых клетках все эпигенетические маркеры на генах сохраняются, так что ребенок перенимает картину "молчащих" и активных генов.
Витамин, меняющий судьбу
Американский ученый Ренди Джиртл был первым, кто продемонстрировал: наследственная информация передается эпигенетически. Он создал искусственный ген, названный агути, и сумел встроить его в геном обычной мыши. Этот участок ДНК не только превращал серых зверьков в огненно-желтых, но и делал их тучными и болезненными на многие поколения.
Но эффект гена агути, как оказалось, можно полностью стереть, не переписав ни одной буквы в наследственном коде. Ученым достаточно было посадить будущих мам мышат на диету, обогащенную фолиевой кислотой (витамином В9) и метиониновой аминокислотой. Оба эти вещества богаты так называемыми метильными группами (CH3) — маркерами эпигенома, которые, присоединяясь к ДНК, регулируют активность генов.
Метильные группы способны "чинить" не только мышиный эпигеном, но и человеческий. Организм все время нуждается в их новых порциях — ведь клетки постоянно делятся. И фолиевая кислота, и метиониновая аминокислота не вырабатываются в нашем теле, поэтому должны постоянно поступать с пищей (так, их много в овощах и фруктах) или из витаминных комплексов.
Правда, чересчур увлекаться последними не стоит. В США многие ученые забили тревогу, когда на рынке появились высококонцентрированные препараты, так называемые "доноры метильных групп". Дело в том, что в организме все должно быть тонко сбалансировано. Ученые пока не знают, какие гены должны быть активными, а какие, наоборот, подавлены, а самое главное, когда и где. Поэтому необдуманная накачка организма супердозами CH3-групп рискованна.
Зеленый чай и чеснок продлевают жизнь
Новая наука заставила свежим взглядом посмотреть на каноны диетологии. Оказалось, что многие продукты, и раньше известные своими полезными свойствами, влияют еще и на эпигеном.
- Ежедневная физическая активность, эквивалентная как минимум 30 минутам быстрой ходьбы.
- 200 мкг витамина В9 (фолиевой кислоты), особенно беременным, пожилым, а также тем, кто активно занимается физическим и умственным трудом.
- Никакого табака в течение жизни, менее одного бокала вина в день. Антибиотики и другие сильные лекарства — только в случае реальной необходимости.
- Низкокалорийное меню, ограничение насыщенных жиров, трансжиров и сахаров; много зелени, овощей, фруктов, достаточное количество белков, полиненасыщенных жиров, омега-3-кислот.
- Отсутствие стрессов на работе, радостная семейная жизнь.
- Проживание в экологически безупречном месте.
Например, главный катехин зеленого чая Epigallocatechin Gallate (EGCG) на 50-70% снижает риск многих онкологических болезней, если употреблять
Тогда ученые из Анкарского медицинского университета (Турция) задались вопросом, не может ли чеснок продлевать жизнь? Одна из главных научных гипотез старения сегодня — накопление оксидативного стресса в клетках, в результате которого свободные радикалы разрушают ДНК, белки и жиры. Исследователи решили рассмотреть именно те гены, которые контролируют этот процесс. Для этого протестировали кровь 13 пожилых людей до и после месяца употребления чеснока в количестве 0,1 г
У толстой мамы родятся толстые дети
Появились и новые данные о вреде продуктов с высоким содержанием пестицидов, консервантов и пищевых красителей. Например, в 2009 г. ученые из университета в Нью-Джерси доказали, что инсектицид метоксихлор (ДДТ) не только вызывает мутации генов в сперматозоидах и яйцеклетках, но и воздействует на эпигеном. А это даже опаснее первого. Дело в том, что серьезная мутация генов в половых клетках скорее всего не будет передана потомству: дефектный эмбрион не сможет нормально развиться и погибнет еще в утробе матери. Дефекты же в эпигеноме могут "молчать" до определенного времени, а проявиться в полной мере уже у ребенка или даже взрослого.
Но большая часть открытий в области эпигенетики и питания еще впереди. Почему сегодня мир переживает эпидемию ожирения? Вот одна из гипотез: переедание матери до беременности и во время нее вызывает эпигенетические изменения у потомства.
Теорию подтвердили опыты на мышах: перекормленные самки каждый раз производили еще более тучное потомство, и это закреплялось в геноме.
Впрочем, есть и противоядие. Уменьшение потребления калорий всего на 25% активизирует множество генов в клетках, особенно в митохондриях, наших энергетических станциях. Это влияет практически на все процессы в организме: от усиления регенерации клеток до активации иммунной системы и снижения воспалительных процессов. А шведские ученые доказали: занятия на обычном велотренажере в течение всего 6 недель активируют 470 генов. Причем не только мышечных и костных клеток, но и препятствующих развитию диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.
Алкоголь включает онкогены
В здоровых клетках онкогены, запускающие процесс образования раковой опухоли, выключены. Но ученые доказали, что ацетальдегид алкоголя не дает метильным группам присоединяться к ДНК. В результате включаются "спящие" онкогены и начинают работать, превращая здоровые клетки в раковые.
Алкоголь необратимо выключает тысячи генов. Недавно в университете Техаса подсчитали количество генов, страдающих у хронических алкоголиков в префронтальной области мозга, наиболее уязвимой при злоупотреблении спиртным. Ученые обнаружили 163 ненормально активных. Алкоголь как бы высушивает мозг — нервные импульсы разных нейронов начинает "коротить", отсюда проблемы с памятью, вниманием и эмоциями.
Чтобы избежать негативного влияния алкоголя на гены, медики рекомендуют не употреблять более
Сигареты меняют 600 генов. Курение опасно не только для самого курильщика, но и для его будущего потомства. Причем не только во время беременности, как считалось раньше. Так, исследователь Маркус Пембрей из института детского здоровья при Лондонском университете установил такую закономерность: если мужчина начал курить до 11 лет, то его будущие сыновья имеют повышенный риск развития ожирения. Причина в том, что табак также нарушает тонкий баланс регуляции экспрессии генов.
А в 2007 году ученые из института BMC Genomics сравнили ткани легких, взятые у завязавших курильщиков и у людей, которые никогда не курили. Было установлено примерно 600 измененных генов, которые работали неправильно. К счастью, большая часть из них возвращается к норме, если бросить курить — чем раньше, тем лучше. Но все равно около 120 генов остаются измененными даже спустя 10 лет после отказа от сигарет.
Хотите здоровых детей? Меняйтесь сами
Если хотим иметь здоровых и сильных детей, то и сами должны быть такими. Подобное порождает подобное — закон природы и эпигенетики. Курение порождает курение, агрессия — агрессию... Таков порочный круг. Чтобы его разорвать, не бойтесь менять себя. Мы не заложники собственных генов. Специально для нас оставлена лазейка — возможность влиять на будущее через эпигеном.
