Epigenetika Výživa môže zanechať stopy na genóme - spektre vedy
Diéta a genetické zloženie: „Lekári o tom často nič nevedia“
Spektrum.de: Profesor Mansuy, je nezodpovedné, aby moje budúce vnúčatá nejedli olivový olej alebo orechy?
Isabelle Mansuy: Všetci sme zodpovední za svoje zdravie.
Vo svojej novej knihe odporúčate epigenetickú diétu, ktorá má byť prospešná nielen pre naše vlastné telo, ale aj pre našich potomkov. Môžem tým, čo dnes jem, poškodiť alebo prospieť zdraviu svojich budúcich detí, vnúčat a pravnúčat?
Mnoho štúdií za posledných 15 rokov preukázalo súvislosti medzi určitými živinami a epigenetickými zmenami. Existujú výskumy, ktoré ukazujú, že ľudia, ktorí čelili hladomoru, sú vystavení väčšiemu riziku metabolických a kardiovaskulárnych chorôb, obezity a vyššej úmrtnosti v neskoršom živote. To ovplyvnilo aj ich deti a vnúčatá a tento účinok sa preukázal aj u myší a potkanov.
Ako si vysvetlíte toto priame dedičstvo, ktoré sa vracia skôr k životným udalostiam než k mutáciám?
Na rozdiel od toho, čo sa už dlho verilo, naše vlastnosti neurčujú iba gény. V skutočnosti sme všetci veľmi ovplyvnení tým, čo nás obklopuje - skúsenosťami, ktoré máme, jedlom, ktoré prijímame, vzduchom, ktorý dýchame, pocitmi, ktoré cítime. Všetky tieto faktory môžu spôsobiť dedičné chemické zmeny v našej DNA: takzvané metylácie, modifikácie histónu a zmeny RNA v bunkovom jadre (poznámka redaktora: pozri „Epigenóm“ nižšie).
Ale v príklade hladomoru skutočne potrebujeme epigenetiku na vysvetlenie účinkov na potomkov? Keď je tehotná žena, ktorej dieťa už malo zárodočnú líniu, hladná, sú priamo ovplyvnené bunky troch generácií.
To je pravda. Štúdie však zahŕňali aj ľudí, ktorí boli v čase hladomoru deťmi. Účinky boli zjavné aj u ich vnukov - žiadne z ktorých buniek neboli vystavené. U myší vedci dokonca chovali tretiu a štvrtú generáciu tých zvierat, ktoré boli kŕmené veľmi tučnou stravou. Títo potomkovia vykazovali rovnaké príznaky, hoci žiadna z ich buniek nebola priamo ovplyvnená.
Odporúčajú olivovému oleju ovplyvňovať gény, aby sa u potomkov nevyvinula ateroskleróza. Už o tom vieš naozaj dosť?
Mnoho experimentov ukázalo, že extrakty z olivového oleja alebo brokolice ovplyvňujú aktivitu génov - v bunkovej kultúre aj u zvierat. Uskutočnila sa dokonca štúdia, ktorá žiadala ľudí, aby jedli veľa brokolice, a potom kontrolovala metyláciu ich genetického materiálu. Desiatky, ak nie stovky štúdií ukázali, že diéta môže ovplyvniť metyláciu.
Jete toľko rôznych vecí, ako môžete určiť účinok jednej potraviny?
Ťažké, máte pravdu. Tieto štúdie sú ale podporené údajmi z pokusov na zvieratách. Vezmete 50 myší, z ktorých všetky majú identický genóm, a nakŕmite jednu polovicu brokolice, druhú polovicu tukovým jedlom. Potom sa pozriete na krv, pečeň, mozog a ďalšie tkanivá, ktoré vás považujú za zaujímavé. Ak ovládate všetky ostatné parametre a zvieratá inak vedú rovnaký život, môžete si byť celkom istí, že rozdiely sú spôsobené stravou.
„Poskytujeme vysvetlenie, prečo je lacné jesť veľmi špecifické jedlá.“
Prečo je potrebná epigenetická strava, ktorú vo svojej knihe odporúčate? Do veľkej miery to zodpovedá tomu, čo aj tak radí výživová veda: stredomorská strava.
S určitými rozdielmi, napríklad jedením brokolice a pitím zeleného čaju kvôli polyfenolom a sulforofánom, ktoré obsahujú. Je známe, že tieto látky sa nazývajú „darcovia metylov“ priamo na epigenóme. Nie je samozrejme novinkou, že zelenina je zdravá. Poskytujeme však vysvetlenie, prečo je lacné jesť určité potraviny.
Môžete to s epigenetickou diétou prehnať?
Zdravé nie je ani požitie veľkého množstva brokolice alebo zeleného čaju. Napríklad rakovina sa vyznačuje prílišnou metyláciou. Chcete, aby boli niektoré gény metylované, iné dávajú prednosť demetylovaniu. Existujú zložky potravy, ktoré majú tendenciu posilňovať jednu alebo druhú. Všeobecne však môžu darcovia metylu pomôcť vyvážene vyživovať organizmus. Je dosť ľudí, ktorí čerstvú zeleninu nejedia vôbec.
Epigenóm
Epigenetika skúma, ako môže prostredie ovplyvňovať náš genetický program. Samotná genetická informácia sa nemení. Epigenóm tvoria epigenetické faktory alebo regulátory: všetky epigenetické zmeny, ktoré môžu ovplyvniť činnosť alebo čítanie génov. Môžu prejsť na deti, ale pravdepodobne zmiznú po niekoľkých generáciách.
Jednou z možných epigenetických zmien je metylácia DNA: metylové skupiny pripojené k DNA môžu zabrániť čítaniu genetickej informácie, t. J. Zapnúť alebo vypnúť gény. Prílohy slúžia ako epigenetické markery genómu. Okrem DNA môžu prenášať epigenetické informácie aj históny a RNA (kyselina ribonukleová) obsiahnuté v bunkovom jadre. Históny sú proteínové komplexy, okolo ktorých je zabalený genetický materiál, a histónové modifikácie sú chemické zmeny v histónoch, ktoré menia stupeň zabalenia DNA a ovplyvňujú tak transkripciu. Aktívne gény sú prepísané do takzvanej messengerovej RNA a týmto procesom, známym ako transkripcia, dostáva bunka stavebné pokyny pre proteíny. Zdedené regulačné molekuly RNA môžu blokovať proces syntézy proteínov. (eli)
Doktrína však hovorí, že epigenetické markery budú aj tak vymazané.
To je nesprávne, ako dnes vieme. Väčšina metylácií DNA a modifikácií histónu je vymazaná, dvakrát: v zárodočných bunkách a potom opäť v embryu. Ale zostáva 10 až 15 percent. Okrem toho sa RNA v zárodočných bunkách podieľa aj na dedičstve - a to sa vôbec neprogramuje.
RNA je obvykle genetická informácia, do ktorej sa prepisuje aktivovaná DNA. Ako sa dostane do spermií?
To, že v spermiách je dokonca aj RNA, je nový objav. Úlohou spermií je priniesť genetickú informáciu do vaječnej bunky. Preto je tam DNA pevne zabalená a neaktívna; netvorí sa RNA. Vo vnútri spermií je RNA, ktorá pochádza z predchádzajúcich štádií vývoja zárodočných buniek. Táto RNA je veľmi citlivá na vplyvy prostredia, ako sú alkohol, drogy, výživa a toxíny z prostredia, najmä v detstve a dospievaní.
Skutočnosť, že je táto RNA prítomná, však neznamená, že môže u potomka spôsobiť epigenetické zmeny.
Napríklad sme extrahovali RNA zo spermií traumatizovaných myší a injikovali ju do oplodnených vaječných buniek. U potomka sa vyvinuli príznaky traumy bez toho, aby mu boli vôbec vystavené. Samotná RNA spermií je dostatočná na vyvolanie príznakov u potomkov.
Ale stále sú to myši ...
Máme tiež nálezy na ľuďoch. Môj tím pracuje s laboratóriom v Pakistane, ktoré vykonáva kontroly plodnosti. Pýtame sa mužov, ktorí sú tam vyšetrovaní, či by chceli vyplniť dotazník o svojom detstve. 100 sa ich už zúčastnilo. Tretina nemá žiadne traumatické zážitky. Tretina zažila najmenej jednu traumu pred dosiahnutím veku 17 rokov a ďalšia tretina zažila niekoľko ťažkých traum. Analyzovali sme ich vzorky a niektoré epigenetické markery sa zmenili ako u našich traumatizovaných myší. Čím závažnejšia je trauma, tým väčšia je zmena.
„Ak sa ľudia stravujú veľmi tučne, dajú sa v krvi merať epigenetické zmeny, ktoré potrvajú týždne.“
Aké dobré je pre nás vedieť, že choroby sa dedia epigeneticky?
Nenašli sa žiadne genetické príčiny mnohých zložitých chorôb. Napríklad dvojčatá majú rovnaký genóm, ale niekedy jedno ochorie a druhé nie. V týchto prípadoch možno predpokladať, že sú zodpovedné epigenetické faktory. Lekári o tom bohužiaľ často nevedia. Bude to trvať dlhšie, kým zistenia preniknú.
Skutočnosť, že vplyvy prostredia môžu spôsobiť ochorenie, nie je nič nové - na vysvetlenie je potrebná epigenetika?
Existuje veľa dôkazov, že toxíny z prostredia, alkohol, fajčenie a drogy menia epigenetický profil v krvi a slinách. Aj keď majú ľudia veľmi tučnú stravu, dajú sa v krvi merať epigenetické zmeny, ktoré potrvajú aj týždne, aj keď zmenia svoje stravovacie návyky.
Je to len korelácia, nie kauzálny vzťah.
U ľudí áno, neexistuje iný spôsob, ako to dať najavo. Preto robíme pokusy na zvieratách, pri ktorých môžeme všetko ovládať. Všetky naše myši majú úplne rovnaký genóm. U týchto zvierat musia byť rozdiely spôsobené epigenetickými zmenami.
„Ľudia s depresiou sa často cítia vinní. Pomáha im myšlienka, že môžu mať rodinné bremeno «
Mnohí už majú dosť vlastných problémov - ak sa teraz musíte vyrovnať s problémami svojich predkov a zodpovedáte za ďalšie generácie, bude to trochu veľa, nemyslíte si?
Keby mi povedali, že bol problém s tvojimi predkami, a teraz musíš niesť bremeno - to by bola zlá správa. Mnoho ľudí ale trpí duševnými poruchami a snaží sa pochopiť, čo s nimi je. Najmä ľudia s depresiou sa často cítia vinní. Pomáha im myšlienka, že môžu mať rodinné bremeno. Dúfam, že epigenetické poznatky pomôžu odstrániť stigmu.
Čo ako pacient s tým môžete urobiť, keď zistíte, že ste zdedili poruchu?
O traumatizovaných myšiach vieme, že im veľmi prospieva priaznivé prostredie. Klietky s priestorom na hranie a vypúšťanie pary, skupiny a správna výživa môžu zmierniť následky traumy. Existuje nádej, že epigenetické zmeny sú reverzibilné, dokonca aj pri ťažkej traume. To znamená: s epigenomom máme možnosť niečo zmeniť.
Takže pre ľudí stačí nájsť ekvivalent veľkej klietky?
Musíme sa pozerať na telo a myseľ ako celok. Napríklad trauma môže vysvetliť metabolické ochorenie. A v prípade duševných porúch nejde iba o náladu, ale aj o sociálne prostredie, stravu a oveľa viac. Mnoho zdravotníckych pracovníkov a psychiatrov predpisuje lieky bez toho, aby pochopili, v čom je problém pacienta. Psychológovia sú v tomto bode lepší, pretože sa snažia pochopiť ľudí v celej ich zložitosti. Myslím si, že psychoterapia je účinnejšia ako psychotropné lieky.