Epigenetika a výživa Vážne chyby v programovaní
Hahne, Dorothee
Kvalita a množstvo potravy riadi úroveň aktivity génov - najmä počas tehotenstva a prvých týždňov života. Týmto sa nastavuje smer pre zdravie a choroby.
Žlté myši aguti majú ťažké dedičstvo: majú gén, ktorý zmení ich kožušinu na bledožltú namiesto tmavohnedej, inhibuje centrum sýtosti a robí ich náchylnými na rakovinu a cukrovku. Takže si žltý, tučný a boľavý. Preslávili sa pred pár rokmi experimentom amerického výskumníka rakoviny Randyho Jirtleho z University of Wisconsin-Madison. Dával tehotným ženám špeciálne krmivo, do ktorého sa pridávali výdatné porcie výživových doplnkov vrátane kyseliny listovej, vitamínu B12 a cholínu. To ovplyvnilo potomstvo: Mali väčšinou tmavú srsť, boli štíhli a zostali zdraví. Mladé zvieratá tých myší, ktoré dostávali normálne jedlo, boli naopak ako ich matky žlté, tučné a náchylné na choroby.
Experiment pôsobivo ukazuje dôležitosť epigenetiky pre človeka. Táto vetva genetiky študuje molekulárne štruktúry, ktoré sa nachádzajú na génoch alebo v ich blízkosti. Ležia ako druhý kód nad genómom a programujú ho ako funkciu environmentálnych stimulov: „Epigenetické štruktúry fungujú ako prepínače, ktoré gény zapínajú alebo vypínajú,“ uviedol Dr. rer. nat. Peter Spork, Hamburg, na workshope vo Freisingu.
V súčasnosti sú známe tri centrálne epigenetické spínače (Dtsch Arztebl 2012; 109 (20): A 1027). Na jednej strane sa metylové skupiny pripájajú k cytozínovým bázam DNA a bránia tak čítaniu genetických informácií. Ostatné prepínače sú na histónoch. Čím viac je zabalený, tým ťažšie je k dispozícii genetická informácia. Tretí prepínač pracuje s mikro-RNA, ktoré zabraňujú preloženiu prečítaných génov na proteíny.
Či už je to podnebie, šport, neustály stres, pocity, hlad alebo neustále prejedanie - všetky druhy vplyvov môžu epigeneticky naprogramovať bunky cicavcov a natrvalo zmeniť ich fungovanie. Po naprogramovaní tieto bunky odovzdávajú epigenetické štruktúry svojim dcérskym bunkám. "Týmto spôsobom je možné zachovať črtu získanú skoro do vysokého veku," vysvetlil Spork.
Ľudia reagujú na vplyvy prostredia obzvlášť citlivo vo fázach dozrievania orgánov, tj. V maternici, po narodení a v ranom detstve. „Proces učenia sa v závislosti na prostredí už prebieha v maternici, ktorá primárne formuje centrálne regulačné orgány mozgu a genómu,“ vysvetlil prof. Dr. med. Andreas Plagemann, Klinika pôrodníctva, Charita - University Medicine Berlin.
Najlepšie sa študovala otázka, aké následky má prejedanie matiek na plod. Táto situácia nastáva, keď je matka obézna alebo má gestačný diabetes - dve poruchy, ktoré sa v posledných rokoch dramaticky zvýšili a zdvojnásobili riziko makrozómie u dieťaťa. Makrozómia nielen zvyšuje riziko pôrodných komplikácií, ale je tiež istým znakom chýb metabolického programovania. „Obezita pri narodení vedie k celoživotnému zdvojnásobeniu rizika nadváhy v neskoršom veku bez ohľadu na vek a pohlavie,“ uviedol Plagemann s odkazom na metaanalýzu s približne 100 štúdiami a s viac ako miliónom testovaných osôb na celom svete. Pretože obezita je ústredným rizikovým faktorom metabolického syndrómu, má tento trend veľký spoločenský význam.
Tendencia k nadváhe je založená na epigenetických chybách programovania. Potvrdzujú to neurologické vyšetrenia kontrolných centier, ktoré kontrolujú hlad a sýtosť: Prejedanie sa in utero u potomkov samíc s gestačným diabetom a u novorodencov podvýživených zvierat dlhodobo zvyšovalo počet buniek a aktivitu orexigénnych kontrolných centier. Paralelne s tým bol natrvalo potlačený počet buniek a expresia anorexigénnej strany. Postihnutý bol hlavne hormón sýtosti POMC (proopiomelanokortín). Promótor génu POMC vykazoval hypermetyláciu v oblasti aktivácie väzbových miest transkripčného faktora. Metylové skupiny bránia v tomto okamihu čítaniu genetického materiálu a môže sa tvoriť menej POMC.
Z týchto zložitých vzťahov možno vyvodiť jednoduché praktické závery: Po prvé, tehotné ženy by sa mali vyhýbať prejedaniu a nemali by jesť za dvoch. „Od konca druhého a tretieho trimestra stačí ďalších 200 až 300 kilokalórií za deň,“ odporučil Plagemann. Po druhé, je dôležité použiť skríning glukózovej tolerancie, ktorý je teraz súčasťou usmernení pre materstvo.
Po tretie, dojčenie je najlepším primárnym preventívnym opatrením, pretože môže trvale znížiť riziko obezity o tretinu. Za tento účinok môže výrazne nižší obsah bielkovín v materskom mlieku v porovnaní s detskou výživou. Pozorovacie štúdie ukazujú, že deti, ktoré sú kŕmené väčším počtom bielkovín až do svojich prvých narodenín, priberajú viac na váhe a silnejú počas prvých pár rokov života.
„Skorá hypotéza o bielkovinách“ poskytuje vysvetlenie tohto javu. Predpokladá, že čím vyšší je príjem bielkovín, tým vyššia je koncentrácia určitých aminokyselín v krvnej plazme, ktoré zvyšujú uvoľňovanie inzulínu a diferenciáciu adipocytov. „To podporuje priberanie na váhe a činnosť tukových buniek - a to v konečnom dôsledku vedie k obezite,“ uviedol pediater Dr. med. Veit Grote, Univerzita Ludwiga Maximiliána (LMU) Mníchov. Európsky projekt detskej obezity ukazuje, že prísun bielkovín v prvom roku života skutočne ovplyvňuje ďalší priebeh hmotnosti. Klinická dvojito zaslepená štúdia randomizovala 1 678 donosených zdravých detí do dvoch skupín: jedno dostávalo počiatočnú a následnú výživu s nízkym obsahom bielkovín a druhé s vyšším obsahom bielkovín. Deti boli sledované až do ich šiestych narodenín. V tomto veku prebiehala hmotnostná krivka skupiny s nízkym obsahom bielkovín paralelne s krivkou skupiny predtým kojených detí.
U detí v skupine s vyšším obsahom bielkovín v strave to bolo iné: Najväčší prírastok hmotnosti mali v prvom roku života a neúmerne pribúdali od štvrtých narodenín, takže do šiestich rokov mali dvojnásobné riziko nadváhy. „Tieto výsledky naznačujú, že nižší príjem bielkovín v dojčenskom veku môže znížiť neskoršie riziko obezity,“ uzavrel Grote.
To, čo deti jedia v citlivých vývojových fázach, samozrejme tiež zohráva úlohu pri vzniku celiakie. Imunologicky indukované multiorgánové ochorenie je vyvolané lepkom a príbuznými prolamínmi. Prevalencia v celkovej populácii je okolo jedného percenta. Ak sú postihnutí rodičia alebo súrodenci, riziko stúpa na zhruba desať percent. U diabetikov 1. typu je tiež zvýšené riziko celiakie. Toto ochorenie je silne geneticky podmienené a súvisí s prítomnosťou HLA markerov DQ2 a/alebo DQ8. To, či choroba prepukne, však závisí od ďalších faktorov.
Môže byť dôležitá výživa v dojčenskom veku. „Už dávnejšie štúdie naznačovali, že svoju úlohu zohráva čas aj množstvo zavedenia lepku pri doplnkových potravinách,“ uviedol pediater prof. Dr. med. Sibylle Koletzko, LMU Mníchov. Dlhodobo platilo pravidlo, že bezlepkové deti s rizikom celiakie majú dostať čo najskôr. Metaanalýza šiestich prípadových kontrolných štúdií vedie k inému záveru: Ak dieťa dostane malé množstvo lepku v piatom a šiestom mesiaci, zatiaľ čo matka ešte dojčí, riziko celiakie je polovičné. Ak sa zavedie skôr alebo neskôr, t. J. Pred štvrtým alebo po šiestom mesiaci, riziko celiakie sa opäť zvyšuje. „Podľa všetkého existuje úzke časové okno, v ktorom si telo s najväčšou pravdepodobnosťou vytvorí toleranciu na lepok,“ uviedol Koletzko.
Potenciál prevencie tejto stratégie v súčasnosti skúma prospektívna intervenčná štúdia PreventCD. Zahrnutých je viac ako 1 000 detí z desiatich európskych krajín, ktorých rodičia alebo súrodenci majú celiakiu a ktoré boli pri narodení pozitívne typizované na markery HLA. Deti boli plne dojčené štyri mesiace a od začiatku piateho mesiaca dostávali okrem materského mlieka buď lepok v malých dávkach alebo placebo. Od siedmeho mesiaca dostávali všetky deti zvyšujúce sa dávky lepku, ale od desiateho mesiaca dostávali jedlo zadarmo.
Doterajšie výsledky ukazujú: U niektorých detí boli protilátky proti natívnemu gliadínu a deaminovaným gliadínovým peptidom zistiteľné už vo veku šiestich mesiacov, ktoré neskôr zmizli. U detí s touto skorou prechodnou imunitnou reakciou sa doteraz vyvinula celiacia podstatne menej často ako u detí bez týchto protilátok. „Zdá sa, že skoré vystavenie lepku v súvislosti s dojčením podporuje rozvoj tolerancie,“ interpretoval Koletzko toto pozorovanie.