Epigenetyka - czym jest? Jaki mamy wpływ na nasze geny?
Czym jest epigenetyka? Czy mamy jakikolwiek wpływ na nasze geny? Czy geny możemy dokarmiać? Czy możemy liczyć, ze wkrótce powstaną cudowne leki na choroby genetyczne? Na te i inne pytania odpowiada dr n med. Ewa Wietrak, Dyrektor ds. Badań i Rozwoju NutroPharma.
Anna Krzyżanowska, WP abcZdrowie: Czym zajmuje się epigenetyka?
Dr n med. Ewa Wietrak: Epigenetyka zajmuje się zmianami ekspresji (czyli odczytywania) genów niewynikającymi bezpośrednio z mutacji sekwencji DNA. Mówiąc prościej – nauka ta bada wszelkie czynniki pozagenowe, które mają wpływ na to, jak informacja zawarta w genie jest odczytywana. Genetykę i epigenetykę porównać można do komputera – nasz niezmienny kod DNA to hardware, sprzęt komputerowy, epigenetyka zaś to software, od którego zależy, które geny są wykorzystywane i w jaki sposób, a które z nich pozostaną w uśpieniu.
Tradycyjne podejście do tematu dziedziczenia opiera się w dużym uproszczeniu na twierdzeniu, że rodzimy się z pełnym kompletnym zestawem genów i to, jak wyglądamy albo na co chorujemy, nie zależy od nas, ale od naszych przodków. Epigenetyka temu zaprzecza?
Dziś mówimy, że za funkcjonowanie naszego organizmu tylko w około 20 proc. odpowiadają same geny, 80 proc. to wpływ środowiska zewnętrznego. Epigenetycy starają się odkryć, które czynniki zewnętrzne mają największy wpływ na człowieka – co powoduje, że niektóre geny pozostają nieaktywne, a inne są uwypuklone.
Dobrze obrazuje to przykład bliźniąt jednojajowych, które na starcie mają identyczne DNA, jednak to, w jaki sposób się odżywiają i w jakim środowisku żyją, ma ogromny wpływ na ekspresję ich genów i powoduje, że w późniejszym wieku może się ona znacząco różnić, a zatem warunkować na przykład to, że jedno z bliźniąt zachoruje na nowotwór a drugie nie. Bliźnięta jednojajowe są identyczne genetycznie, ale nie epigenetycznie - mogą zatem mieć odmienny fenotyp, mogą być podatne na inne choroby, różnić się charakterem czy budową ciała.
Badaniem wpływu odżywiania na ekspresję genów zajmuje się nutrigenomika, stosunkowo nowa, ale bardzo ciekawa gałąź epigenetyki, która udowadnia, że to, co jemy, oprócz dostarczenia nam wartości odżywczych, wpływa na funkcjonowanie naszego organizmu na poziomie genetycznym.
Czyli – jesteśmy tym, co jemy?
Powiedziałabym raczej – jesteśmy tym, co jedli nasi rodzice, a nawet ich dziadkowie. Dziecko powstaje z połączenia pojedynczych nici DNA pochodzących od matki i ojca i to jest fakt. Niemniej, już na bardzo wczesnych etapach rozwoju zarodka, mamy do czynienia z procesem kompletnego czyszczenia genomu ze znaczników epigenetycznych, a następnie ustawienia ich na nowo.
To właśnie ten etap jest najbardziej newralgiczny i ma dalekosiężne skutki dla dalszego rozwoju płodu, a nawet funkcjonowania człowieka w wieku dorosłym. Dlatego przygotowując się do ciąży bardzo ważne jest, żeby dostarczyć mu jak największą ilość tych dobrych składników, które długofalowo wpłyną na jego zdrowie.
O jakie składniki chodzi?
Znaczniki epigenetyczne modulujące ekspresję dostarczane są z pożywieniem. W diecie przyszłej mamy powinny się znaleźć produkty takie jak jaja i rośliny zielone, zawierające kwas foliowy, lub jeszcze lepiej – jego aktywowaną (metylowaną) wersję, witaminy z grupy B, nienasycone kwasy tłuszczowe i cholina. Ta ostatnia uznawana jest przez epigenetyków za "magiczną cząsteczkę", ponieważ zawiera aż trzy tzw. reszty metylowe, które, przyłączając się do konkretnych genów, dezaktywują je, wzmacniając tym samym siłę innych.
Cholina obniża u matki poziom kortyzolu, czyli hormonu stresu, a to z kolei ma wpływ na zmniejszenie ryzyka występowania u dziecka chorób układu krążenia i nadciśnienia w dorosłym życiu. Ostatnio pojawił się również nowy ważny trop w badaniach epigenetycznych – publikacja wskazująca na związek zaburzeń metabolizmu choliny z podziałem komórek zarodka na bardzo początkowym etapie embriogenezy, co z kolei może być powiązane z występowaniem u dziecka zespołu Downa.
Czy możemy "karmić" geny dziecka tylko na etapie ciąży?
Nie, równie ważnym etapem jest czas karmienia piersią. Okres ciąży i karmienia piersią to okres tzw. okna plastyczności genomu dziecka, kiedy istnieje o wiele większa możliwość wpłynięcia na jego garnitur genowy właśnie poprzez właściwe odżywianie. Okres ten nazwać można programowaniem żywieniowym zdrowia, trwającym przez 1000 pierwszych dni życia.
Powszechnie wiadomo, że mleko matki jest nie do zastąpienia, odżywia i dostarcza dziecku wszystkich niezbędnych składników. Ale okazuje się, że zawiera ono również składniki o właściwościach epigenetycznych, co ma ogromny wpływ na zdrowie i życie dziecka, na funkcjonowanie jego narządów, na możliwość wystąpienia lub niewystąpienia w jego dorosłym życiu poważnych chorób.
Co więcej - mleko kobiece ma taką epigenetyczną moc, że może też zmieniać epigenom samej matki – im kobieta dłużej karmi piersią, tym więcej jej organizm wytwarza tych składników, które ''blokują'' w jej genach m.in. wystąpienie otyłości czy nowotowrzenia.
Czy to oznacza, że my, dorośli ludzie, możemy również wpływać na nasze geny?
Niestety dowodów na to, że w dorosłym życiu możemy sami wpłynąć na nasze geny i ich odczytywanie, jest zdecydowanie mniej. Plastyczność samego genomu również się zmienia i nie jest on już tak podatny na zmiany, jak na etapie pierwszych podziałów komórkowych.
Nie umiemy skutecznie "wyłączyć'' tego czy innego genu, badania pokazują już pewne zależności, choć sam ich mechanizm nie jest jeszcze do końca poznany. Przykładem może być tu wapń – wiemy, że jego spożycie zmniejsza ryzyko wystąpienia raka jelita grubego, ale nie wiemy jeszcze, czy zmienia on ekspresję genów odpowiedzialnych za nowotworzenie. Myślę, że na tego typu dowody musimy jeszcze poczekać.
Istnieją za to badania z pogranicza epigenetyki i biochemii, dotyczące np. modnych ostatnio sirtuin (dieta sirtfood), które opóźniają procesy starzenia i wspomagają redukcję tkanki tłuszczowej, czy też związków zawartych w gorzkiej czekoladzie lub czerwonym winie, działających na wydłużanie telomerów (struktur ochronnych na końcu chromosomów), co ma bezpośredni wpływ na długość życia komórki.
Zaawansowany wiek wiąże się z naturalnie postępującymi procesami neurodegeneracyjnymi, niemniej młodsze osoby także mogą borykać się z procesem demielinizacji, migrenami oraz innymi zmianami wpływającymi negatywnie na prawidłowe funkcjonowanie pamięci i przewodzenie impulsów nerwowych.
Głównymi czynnikami osłabienia pracy i funkcji mózgu są oprócz stresu oksydacyjnego, wysokiego poziomu homocysteiny, także mutacje oraz zmiany na poziomie metylacji genomu.
Inne badania wskazują na to, że osoby z chorobą Alzheimera mają niższy poziom metylacji genów, które mają negatywny wpływ na funkcje pamięci, zatem zwiększenie w diecie podaży choliny, folianów i witamin z grupy B może być jedną z lepszych praktyk wczesnego zapobiegania niekorzystnym zmianom w funkcjonowaniu mózgu oraz ekspresji genów odpowiedzialnych za jego prawidłowe działanie.
Warto jednak zwrócić uwagę na jeszcze inną kwestię – jeśli mamy w planach dziecko, powinniśmy dużo wcześniej zacząć się przygotowywać i dbać o to, co chcemy przekazać mu w genach. Dotyczy to w równej mierze i kobiet, i mężczyzn.
Badania pokazują, że w ostatnich latach, z powodu niehigienicznego trybu życia, jakość nasienia młodych mężczyzn drastycznie się pogorszyła, zwiększyła się w nim ilość tak zwanych wolnych rodników tlenowych, które odpowiadają za niestabilność materiału genetycznego w plemnikach i, w późniejszym etapie, możliwość wystąpienia u dziecka groźnych chorób. Popularne hasła propagujące zdrowy tryb życia, sport czy prawidłowe odżywianie, są więc wciąż aktualne, a nawet kluczowe również z punktu widzenia epigenetyki.
Masz newsa, zdjęcie lub filmik? Prześlij nam przez dziejesie.wp.pl
Skorzystaj z usług medycznych bez kolejek. Umów wizytę u specjalisty z e-receptą i e-zwolnieniem lub badanie na abcZdrowie Znajdź lekarza.