Príroda vs.
Naše prostredie a náš životný štýl môžu ovplyvňovať funkciu našich génov bez zmeny genetického kódu. Recenzný článok sumarizuje výskum za posledné desaťročie a ukazuje, ako to prispieva k obezite a cukrovke 2. typu.
Príroda verzus starostlivosť je fráza, ktorú poznáme mnohí z nás. Naše gény sú zodpovedné za mnoho našich znakov, ale svoju úlohu určite zohrávajú aj výživové alebo environmentálne faktory.
Pokiaľ ide o obezitu a cukrovku 2. typu, je ľahké sledovať priamy myšlienkový smer.
Ak dôsledne prijímame viac kalórií, ako každý deň spálime, priberáme na váhe, čo spôsobuje, že sa u nás rozvinie cukrovka 2. typu.
Naše tukové bunky a pankreas sa zotavia, keď zmeníme životný štýl a chudneme. Táto jednoduchá rovnica nám však ponecháva veľa nezodpovedaných otázok.
Prečo niektorí ľudia chudnú rýchlejšie ako iní aj po dodržaní rovnakej diéty alebo cvičebného režimu? Prečo u niektorých ľudí vzniká cukrovka 2. typu a u iných nie, aj keď majú podobné genetické riziko?
Epigenetika môže poskytnúť odpovede na niektoré z týchto otázok. Relatívne mladou vetvou genetiky, epigenetikou, je štúdium zmien génovej funkcie bez zmeny genetického kódu alebo samotného genómu.
Môže epigenetika vysvetliť stúpajúci výskyt obezity a cukrovky 2. typu?
Epigenómy sú individuálne a dynamické
Epigenetické modifikácie sú jedným zo spôsobov ovplyvnenia spôsobu, akým gén funguje.
Metylácia DNA je typom epigenetickej modifikácie. Vyskytuje sa, keď sa malé chemické značky nazývané metylové skupiny viažu na cytozínové bázy v DNA kóde. Táto metylácia vypne gén.
Zdedíme niektoré epigenetické markery po svojich rodičoch, ale mnohé sa vyskytujú spontánne a menia sa v priebehu nášho života, vďaka čomu má každý z nás jedinečný epigenóm.
V článku v časopise Cell Metabolism vedci z Lund University vo Švédsku nedávno preskúmali štúdie s ľudskými účastníkmi, ktoré skúmali, ako metylácia DNA prispieva k obezite a cukrovke 2. typu.
Charlotte Ling, profesorka na Diabetesovom centre univerzity v Lunde, v tlačovej správe vysvetľuje, že „epigenetika je stále relatívne mladá oblasť výskumu, ale dnes už vieme, že epigenetické mechanizmy hrajú dôležitú úlohu pri vzniku chorôb“.
V článku Ling vysvetľuje, že vedci našli v celom genóme množstvo epigenetických modifikácií, ktoré by do istej miery dokázali predpovedať index telesnej hmotnosti človeka.
Pri porovnaní miest metylácie DNA na ostrovčekoch pankreasu - štruktúr, ktoré produkujú inzulín - u ľudí s cukrovkou 2. typu a osôb bez ochorenia, bola v jednej štúdii identifikovaných takmer 26 000 oblastí, ktoré sa medzi týmito dvoma skupinami odlišovali.
Lind odporúča opatrnosť, pretože v tejto chvíli nie je jasné, či sú tieto zmeny príčinou alebo následkom cukrovky 2. typu.
založené na projekte Rubicon
Diéta, cvičenie a starnutie
Existuje dostatok dôkazov, že obezita a cukrovka súvisia so západnou stravou s vysokým obsahom tukov a cukrov.
Epigenetické štúdie nám môžu povedať, prečo.
„Päť dní prejedania s vysokým obsahom tukov, ktoré napodobňovalo stravu mnohých obéznych ľudí, zmenilo génovú expresiu aj metylačné vzorce v ľudskom kostrovom svale a tukovom tkanive,“ vysvetľuje Ling.
„Dôležité je, že sa javilo jednoduchšie vyvolať zmeny metylácie nadmerným kŕmením, ako ich zvrátiť pomocou kontrolnej diéty,“ pokračuje.
Cvičenie ovplyvňuje aj epigenóm. Jednorazové sedenia aj dlhodobé cvičenie zmenili metyláciu DNA v kostrovom svale a tuku, ale ciele génov boli odlišné.
„Epigenetika môže vysvetliť, prečo rôzni ľudia reagujú na pohyb odlišne,“ komentuje Tina Rönn, autorka štúdie a postdoktorka z Ling.
S pribúdajúcim vekom sa náš epigenóm neustále mení a ukazuje prstom na starnutie ako hybný faktor epigenetických zmien. Výskum spája obezitu s epigenetickým posunom v starobe, zatiaľ však nie je jasné, ako a prečo sa to deje.
Čo sa stane s ďalšou generáciou?
Štúdie na hlodavcoch ukazujú, že jedna generácia môže preniesť na ďalšiu generáciu niektoré epigenetické markery spojené s obezitou a cukrovkou 2. typu. U ľudí je tento typ výskumu ešte len v začiatkoch, objavujú sa však niektoré zaujímavé výsledky.
V jednej štúdii boli deti matiek, ktoré mali počas tehotenstva cukrovku 2. typu, vystavené väčšiemu riziku obezity a cukrovky 2. typu v neskoršom veku ako deti matiek bez cukrovky.
Niekoľko štúdií ukazuje, že ak matky zažijú počas tehotenstva hladomor, ich deti sú vystavené zvýšenému riziku obezity a intolerancie glukózy, pravdepodobne kvôli zmenám v metylácii leptínového génu.
Ale nielen matky zanechávajú stopy na epigenome nasledujúcej generácie. Spermia od obéznych mužov má jedinečné vzorce metylácie DNA, ktoré sa menia po bariatrickej operácii.
Čo to znamená pre naše zdravie?
Ling a Rönn navrhujú použiť metyláciu DNA na známych rizikových miestach v genóme ako biomarker na identifikáciu osôb, ktoré majú vyššie riziko obezity a cukrovky 2. typu.
Pomocou lepších biomarkerov je možné identifikovať miesta metylácie DNA, ktoré sú významnými rizikovými faktormi, a potom pomocou farmakologických prostriedkov zmeniť metylačný vzorec.
Takéto epigenetické lieky už skutočne existujú a vedci ich testovali za iných podmienok, ako sú napríklad určité typy leukémie.
Nedávna štúdia ukázala, že liečba typom epigenetického lieku, inhibítorom histón-deacetylázy nazývaným MC1568, zlepšila sekréciu inzulínu na ostrovčekoch pankreasu darovaných ľuďmi s cukrovkou 2. typu.
„Prechodná a reverzibilná povaha epigenetických modifikácií ponúka otvorené pole pre objavovanie cieľov budúcej prognózy a terapeutických koncepcií v oblasti obezity a [cukrovky 2. typu].“
Charlotte Ling a Tina Rönn
Je dôležité mať na pamäti, že metylácia DNA je iba jedným typom epigenetickej modifikácie. Keďže oblasť výskumu sa od začiatku vyvíja pomaly, na obzore sú určite niektoré zaujímavé objavy.
Uvidí sa, či raz a navždy ukončia debatu o obezite a cukrovke 2. typu medzi prírodou a diétou.