Епигенетика и хранене Сериозни програмни грешки
Хане, Дороти
Качеството и количеството на храната контролират нивото на активност на гените - особено по време на бременност и първите няколко седмици от живота. Това определя курса за здраве и болести.
Жълтите мишки agouti имат трудно наследство: те имат ген, който превръща козината им в бледожълта вместо в тъмнокафява, инхибира центъра на ситост и ги прави податливи на рак и диабет. Значи си жълт, дебел и болен. Те станаха известни преди няколко години чрез експеримент на американския изследовател на рака Ранди Джиртъл от Университета на Уисконсин-Мадисън. Той даде на бременни жени специален фураж, към който бяха добавени щедри порции хранителни добавки, включително фолиева киселина, витамин В12 и холин. Това се отрази на потомството: те имаха предимно тъмна козина, бяха слаби и останаха здрави. Младите от тези мишки, които са получавали нормална храна, от друга страна, бяха като майките си жълти, дебели и податливи на болести.
Експериментът показва впечатляващо значението на епигенетиката за хората. Този клон на генетиката изучава молекулярни структури, които са разположени върху или близо до гени. Те лежат като втори код над генома и го програмират като функция на стимулите на околната среда: „Епигенетичните структури действат като превключватели, които включват или изключват гените“, каза д-р. обратно нат. Петер Шпорк, Хамбург, в работилница във Фрайзинг.
Понастоящем са известни три централни епигенетични превключвателя (Dtsch Arztebl 2012; 109 (20): A 1027). От една страна, метиловите групи се прикрепят към цитозиновите основи на ДНК и по този начин предотвратяват четенето на генетична информация. Други превключватели са на хистоните. Колкото по-близо е опакована, толкова по-трудно е достъпна генетичната информация. Третият превключвател работи с микро-РНК, които предотвратяват превръщането на прочетените гени в протеини.
Независимо дали климатът, спортът, постоянният стрес, чувствата, гладът или постоянното преяждане - всякакви влияния могат епигенетично да програмират клетките на бозайниците и да променят трайно тяхното функциониране. Веднъж програмирани, тези клетки предават епигенетични структури на дъщерните си клетки. „По този начин една черта, придобита рано, може да бъде запазена до напреднала възраст“, обясни Спорк.
Хората реагират особено чувствително на влиянията на околната среда във фазите на узряване на органите, т.е.в утробата, след раждането и в ранна детска възраст. „Зависим от околната среда процес на обучение вече протича вътреутробно, което засяга предимно централните регулаторни органи на мозъка и генома“, обясни проф. Д-р. мед. Андреас Плагеман, Клиника по акушерство, Charitе - Университетска медицина в Берлин.
Въпросът за това какви последици майчиното преяждане има върху плода е проучен най-добре. Тази ситуация възниква, когато майката е със затлъстяване или има гестационен диабет - две нарушения, които са се увеличили драстично през последните години и удвояват риска от макрозомия на детето. Макрозомията не само увеличава риска от усложнения при раждането, но е и сигурен признак за грешки в метаболитното програмиране. „Затлъстяването при раждане води до удвояване през целия живот на риска от наднормено тегло в по-късна възраст, независимо от възрастта и пола“, каза Плагеман, позовавайки се на мета-анализ с около 100 проучвания и над милион тествани по целия свят. Тъй като затлъстяването е основният рисков фактор за метаболитен синдром, тази тенденция е от голямо социално значение.
Тенденцията към наднормено тегло се основава на епигенетични грешки при програмиране. Това се потвърждава от неврологични изследвания на контролни центрове, които контролират глада и ситостта: Преяждането в утробата увеличава броя на клетките и активността на орексигенните контролни центрове в дългосрочен план, както при потомството на язовири с гестационен диабет, така и при неонатално прехранени животни. Успоредно с това броят на клетките и експресията на анорексигенната страна бяха трайно потиснати. Хормонът на ситост POMC (проопиомеланокортин) е бил особено засегнат. Промоторът на гена POMC показва хиперметилиране в зоната на активиране на местата за свързване на транскрипционен фактор. Метиловите групи предотвратяват четенето на генетичния материал в този момент и по-малко POMC може да се образува.
От тези сложни взаимоотношения могат да се направят прости практически заключения: Първо, бременните жени трябва да избягват преяждането и да не ядат за двама. „От края на втория и третия триместър са достатъчни допълнителни 200 до 300 килокалории на ден“, препоръча Плагеман. Второ, важно е да се използва скрининг на толерантност към глюкоза, който сега е част от насоките за майчинство.
Трето, кърменето е най-добрата основна превантивна мярка, тъй като може трайно да намали риска от затлъстяване с една трета. Значително по-ниското съдържание на протеин в майчиното мляко в сравнение с бебешката храна може да бъде отговорно за този ефект. Наблюдателни проучвания показват, че децата, които се хранят с повече протеини до първия си рожден ден, наддават на тегло и стават по-силни през първите години от живота.
„Ранната протеинова хипотеза“ дава обяснение на това явление. Тя приема, че колкото по-висок е приемът на протеин, толкова по-висока е концентрацията на някои аминокиселини в кръвната плазма, които увеличават отделянето на инсулин и диференциацията на адипоцитите. „Това насърчава наддаването на тегло и активността на мастните клетки - и това в крайна сметка води до затлъстяване“, каза педиатърът д-р. мед. Veit Grote, Университет Лудвиг Максимилианс (LMU) Мюнхен Европейският проект за детско затлъстяване показва, че предлагането на протеини през първата година от живота всъщност влияе върху последващия курс на тегло. Клиничното двойно-сляпо проучване рандомизира 1678 доносени, здрави бебета в две групи: едната е получила адаптирано мляко за кърмачета и последващи храни с ниско съдържание на протеин, а другото с по-високо съдържание на протеин. Децата бяха проследявани до шестия им рожден ден. На тази възраст кривата на теглото на групата с ниско съдържание на протеини върви успоредно на тази на групата на деца, кърмени преди това.
По-различно беше при децата в групата с по-високо съдържание на протеини в диетата: те имаха най-силно наддаване на тегло през първата година от живота и натрупаха непропорционално от четвъртия си рожден ден, така че до шестата си възраст имаше два пъти риск от наднормено тегло. "Тези резултати предполагат, че по-ниският прием на протеин в ранна детска възраст може да намали по-късния риск от затлъстяване", заключи Гроте.
Това, което децата ядат в чувствителни фази на развитие, също очевидно играе роля в развитието на целиакия. Имунологично индуцираното многоорганно заболяване се предизвиква от глутена и свързаните с него проламини. Разпространението в общото население е около един процент. Ако родителите или братята и сестрите са засегнати, рискът се увеличава до около десет процента. При диабетици тип 1 рискът от цьолиакия също е повишен. Болестта е силно генетично обусловена и свързана с наличието на HLA маркери DQ2 и/или DQ8. Дали обаче избухването на болестта зависи от други фактори.
Храненето в ранна детска възраст може да е важно. „По-ранни проучвания вече предполагат, че както времето, така и количеството на въвеждането на глутен с допълнителни храни играят роля“, каза педиатърът проф. Д-р. мед. Сибиле Колецко, LMU Мюнхен. Дълго време правилото беше да се дават на деца без глутен деца с риск от цьолиакия възможно най-късно. Мета-анализът на шест проучвания за контрол на случая стига до различно заключение: Ако бебето получава малки количества глутен през петия и шестия месец, докато майката все още кърми, рискът от цьолиакия се намалява наполовина. Ако се въведе по-рано или по-късно, т.е.преди четвъртия или след шестия месец, рискът от цьолиакия отново се увеличава. "Очевидно има тесен времеви прозорец, в който тялото е най-вероятно да развие толерантност към глутен", каза Колецко.
Понастоящем потенциалът за превенция на тази стратегия се изследва в проспективното интервенционно проучване PreventCD. Включени са повече от 1000 деца от десет европейски държави, чиито родители или братя и сестри имат целиакия и които са били положително типизирани за HLA маркери при раждането. Децата бяха кърмени изцяло в продължение на четири месеца и от началото на петия месец получават или глутен в малки дози, или плацебо в допълнение към майчиното мляко. От седмия месец нататък всички деца получавали нарастващи дози глутен, но от десетия месец получавали безплатна храна.
Резултатите до момента показват: При някои от децата антителата срещу естествения глиадин и дезаминираните глиадинови пептиди вече са били открити на възраст от шест месеца и те след това отново са изчезнали. Децата с този ранен преходен имунен отговор досега са развили целиация значително по-рядко от децата без тези антитела. "Очевидно ранното излагане на глутен във връзка с кърменето насърчава развитието на толерантност", интерпретира Колецко това наблюдение.