Epigenetics Nutrition може да остави следи върху генома - спектъра на науката
Диета и генетичен състав: „Лекарите често не знаят нищо за това“
Spektrum.de: Професор Мансуй, безотговорно е към бъдещите ми внуци да не ядат зехтин или ядки?
Изабел Мансуй: Всички ние сме отговорни за здравето си.
В новата си книга препоръчвате епигенетична диета, която би трябвало да е от полза не само за собственото ни тяло, но и за нашето потомство. Мога ли да навредя или да възползвам здравето на бъдещите си деца, внуци и правнуци чрез това, което ям днес?
През последните 15 години много изследвания показват връзки между определени хранителни вещества и епигенетични промени. Има изследвания, които показват, че хората, които са се сблъскали с глад, са изложени на по-голям риск от метаболитни и сърдечно-съдови заболявания, затлъстяване и по-висока смъртност по-късно в живота. Това засяга и техните деца и внуци и този ефект е демонстриран и при мишки и плъхове.
Как си обяснявате това пряко наследяване, което се връща към житейски събития, а не мутации?
Противно на това, което отдавна се смята, не само гените определят нашите свойства. Всъщност всички ние сме силно повлияни от това, което ни заобикаля - преживяванията, които имаме, храната, която поглъщаме, въздуха, който дишаме, чувствата, които изпитваме. Всички тези фактори могат да причинят химически промени в нашата ДНК, които са наследствени: така наречените метилирания, модификации на хистон и промени в РНК в клетъчното ядро (бележка на редактора: вижте "Епигеномът" по-долу).
Но в примера с глада, наистина ли се нуждаем от епигенетика, за да обясним ефектите върху потомството? Когато бременна жена, чието бебе вече е имало зародишната линия, е гладна, клетките от три поколения са пряко засегнати.
Вярно е. Но проучванията включват и хора, които са били деца по време на глада. Ефектите бяха очевидни и при внуците им - нито една от клетките не беше изложена. При мишки учените дори са отглеждали трето и четвърто поколение от тези животни, които са били хранени с много мазна диета. Тези потомци показват същите симптоми, въпреки че нито една от техните клетки не е пряко засегната.
Те препоръчват зехтинът да повлияе на гените, така че потомството да не развие атеросклероза. Наистина вече знаете достатъчно за това?
Много експерименти показват, че екстрактите от зехтин или броколи влияят върху активността на гените - в клетъчната култура и при животните. Имаше дори проучване, в което хората се иска да ядат много броколи и след това се проверява метилирането на генетичния им материал. Десетки, ако не и стотици изследвания показват, че диетата може да повлияе на метилирането.
Ядете толкова много различни неща, как можете да определите ефекта на една храна?
Трудно, точно така. Но тези изследвания се подкрепят от данни от експерименти с животни. Взимате 50 мишки, всички с идентичен геном, и хранете половината броколи, а другата половина храна с високо съдържание на мазнини. След това разглеждате кръв, черен дроб, мозък и други тъкани, които ви се струват интересни. Ако контролирате всички останали параметри и животните иначе водят един и същ живот, можете да сте доста сигурни, че разликите се дължат на диетата.
„Предоставяме обяснение защо е евтино да се яде много специфична храна“
Защо е необходима епигенетичната диета, която препоръчвате в книгата си? Това до голяма степен съответства на това, което така или иначе препоръчва хранителната наука: средиземноморска диета.
С някои разлики, например ядене на броколи и пиене на зелен чай поради съдържащите се в тях полифеноли и сулфорофани. Известно е, че тези вещества, наречени „донори на метил“, се свързват директно с епигенома. Разбира се, не е ново, че зеленчуците са здравословни. Но ние даваме обяснение защо е евтино да се ядат определени храни.
Можете ли да прекалите с епигенетичната диета?
Поглъщането на твърде много броколи или зелен чай също не е здравословно. Например ракът се характеризира с твърде много метилиране. Искате някои гени да бъдат метилирани, други предпочитат деметилирани. Има хранителни компоненти, които са склонни да укрепват едното или другото. Но като цяло донорите на метил могат да помогнат за подхранването на организма по балансиран начин. Има достатъчно хора, които изобщо не ядат пресни зеленчуци.
Епигеномът
Епигенетиката изучава как околната среда може да повлияе на нашата генетична програма. Самата генетична информация не се променя. Епигенетичните фактори или регулатори съставят епигенома: всички епигенетични промени, които могат да повлияят на активността или отчитането на гените. Те могат да преминат към децата, но вероятно ще изчезнат след няколко поколения.
Една възможна епигенетична промяна е метилирането на ДНК: метиловите групи, прикрепени към ДНК, могат да попречат на четенето на генетичната информация, т.е.включване или изключване на гените. Придатъците служат като епигенетични маркери на генома. В допълнение към ДНК, хистоните и РНК (рибонуклеинова киселина), съдържащи се в клетъчното ядро, също могат да предават епигенетична информация. Хистоните са протеинови комплекси, около които е увит генетичният материал, а хистоновите модификации са химични промени в хистоните, които променят степента на опаковане на ДНК и по този начин влияят на транскрипцията. Активните гени се пренаписват в така наречената пратена РНК и чрез този процес, известен като транскрипция, клетката получава инструкции за изграждане на протеини. Наследените регулаторни молекули на РНК могат да блокират процеса на протеинов синтез. (eli)
Доктрината обаче казва, че епигенетичните маркери така или иначе ще бъдат изтрити.
Това е грешно, както знаем днес. Повечето ДНК метилирания и модификации на хистон се изтриват, дори два пъти: в зародишните клетки и след това отново в ембриона. Но остават 10 до 15 процента. В допълнение, РНК в зародишните клетки също участва в наследяването - и това изобщо не се препрограмира.
РНК обикновено е генетичната информация, в която се транскрибира активирана ДНК. Как влиза в спермата?
Това, че в сперматозоидите има дори РНК, е ново откритие. Спермата има само задачата да донесе генетичната информация до яйцеклетката. Ето защо ДНК там е плътно опакована и неактивна; не се образува РНК. Вътре в спермата има РНК, която идва от предишните етапи на развитие на зародишните клетки. Тази РНК е много чувствителна към влиянията на околната среда като алкохол, наркотици, хранене и токсини от околната среда, особено в детска и юношеска възраст.
Фактът, че тази РНК присъства, не означава обаче, че тя може да причини епигенетични промени в потомството.
Например извличахме РНК от спермата на травматизирани мишки и я инжектирахме в оплодени яйцеклетки. Потомството развива симптоми на травма, без никога да е било изложено на това. Самата РНК на спермата е достатъчна, за да предизвика симптоми при потомството.
Но те все още са мишки ...
Имаме открития и за хората. Екипът ми работи с лаборатория в Пакистан, която извършва проверки на плодовитостта. Питаме мъжете, които се преглеждат там, дали биха искали да попълнят въпросник за детството си. 100 вече са участвали. Трети нямат никакви травматични преживявания. Една трета е преживяла поне една травма преди 17-годишна възраст и още една трета няколко тежки травми. Анализирахме техните проби и някои епигенетични маркери бяха променени както при нашите травматизирани мишки. Колкото по-тежка е травмата, толкова по-голяма е промяната.
„Ако хората се хранят много мазно, епигенетичните промени могат да бъдат измерени в кръвта, които ще продължат седмици.“
Каква полза за нас е да знаем, че болестите се наследяват епигенетично?
Не са открити генетични причини за много сложни заболявания. Близнаците например имат един и същ геном, но понякога единият се разболява, а другият не. В тези случаи може да се приеме, че епигенетичните фактори са отговорни. За съжаление лекарите често не знаят нищо за това. Ще отнеме повече време, за да проникнат констатациите.
Фактът, че влиянието на околната среда може да причини заболяване, не е нищо ново - епигенетика е необходима, за да се обясни това?
Има много доказателства, че токсините от околната среда, алкохолът, тютюнопушенето и наркотиците променят епигенетичния профил в кръвта и слюнката. Дори ако хората имат много мазна диета, епигенетичните промени могат да бъдат измерени в кръвта, които ще продължат седмици, дори ако те променят хранителните си навици.
Това е просто корелация, а не причинно-следствена връзка.
При хората, да, няма друг начин да го покажем. Ето защо правим експерименти с животни, в които можем да контролираме всичко. Всичките ни мишки имат абсолютно същия геном. При тези животни разликите трябва да се дължат на епигенетични промени.
„Хората с депресия често се чувстват виновни. Помага им мисълта, че може да имат семейно бреме «
Много от тях вече имат достатъчно собствени проблеми - ако сега трябва да се справите с тези на вашите предци и сте отговорни за бъдещите поколения, това ще бъде малко, не мислите?
Ако ми беше казано, че има проблем с предците ти и сега ти носиш бремето, това би било лоша новина. Но много хора страдат от психични разстройства и се опитват да разберат какво не е наред с тях. По-специално хората с депресия често се чувстват виновни. Помага им мисълта, че може да имат семейно бреме. Надявам се епигенетичните прозрения да помогнат за премахването на стигмата.
Като пациент какво точно можете да направите с него, когато разберете, че сте наследили разстройство?
За травмираните мишки знаем, че те се възползват значително от благоприятната среда. Клетките с място за игра и изпускане на пара, групи и добро хранене могат да облекчат последиците от травмата. Има надежда, че епигенетичните промени са обратими, дори при тежка травма. Това означава: с епигенома имаме възможност да променим нещо.
Така че за хората просто трябва да намерите еквивалента на страхотна клетка?
Трябва да гледаме на тялото и ума като цяло. Например травмата може да обясни метаболитно заболяване. А при психичните разстройства не става въпрос само за настроението, но и за социалната среда, храненето и много други. Много здравни специалисти и психиатри предписват лекарства, без да разбират какъв е проблемът на пациента. В този момент психолозите са по-добри, защото се опитват да разберат хората в цялата им сложност. Мисля, че психотерапията е по-ефективна от психотропните лекарства.