Лампочка по имени «ген».

Когда мы не следим за лишним весом или обзаводимся вредными привычками, то портим жизнь не только себе, но и будущим поколениям. Почему и как это происходит, объясняет новая наука эпигенетика.

У толстой мамы родятся толстые дети

Ещё недавно учёные полагали, что наш образ жизни, пища, привычки и характер никак не влияют на гены будущего потомства. Но в последние годы оказалось, что это не так. Тщательные исследования образа жизни однояйцевых близнецов и семейных историй болезни показали: от того, как жили наши родители и прародители, зависит, чем будем болеть мы и даже наши дети и внуки.

Новая наука не отменяет генетику. Та по-прежнему ведает собственно генами. А вот тем, как реализуется в клетках генетическая информация, ведает эпигенетика.

Исследования показали: ген, как лампочка, может пребывать в двух состояниях: включенном и выключенном. Это состояние определяется изменчивым эпигеномом - набором молекулярных механизмов, которые регулируют проявления (экспрессию) 30 тысяч генов в разных клетках нашего тела.

Например, у нервных клеток, клеток поджелудочной железы и мышц одинаковый набор генов. Однако первые синтезируют только нейромедиаторы, вторые - инсулин, а третьи - мышечные белки. Это и есть результат эпигенетики: экспрессия одних генов активируется, других, наоборот, подавляется. В данном примере это происходит ещё в процессе эмбрионального развития.

Но эпигенетика постоянно меняется и у взрослых людей: наш образ жизни, вредные привычки, питание влияют на эпигеном, а значит, и наше здоровье и наследственность. В половых клетках все эпигенетические маркеры на генах сохраняются, так что ребёнок перенимает картину «молчащих» и активных генов.
Американский учёный Ренди Джиртл был первым, кто продемонстрировал: наследственная информация передаётся эпигенетически. Он создал искусственный ген, названный агути, и сумел встроить его в геном обычной мыши. Этот участок ДНК не только превращал серых зверьков в огненно-жёлтых, но и делал их тучными и болезненными на многие поколения.

Но эффект гена агути, как оказалось, можно полностью стереть, не переписав ни одной буквы в наследственном коде. Учёным достаточно было посадить будущих мам мышат на диету, обогащённую фолиевой кислотой (витамином В9) и метиониновой аминокислотой. Оба эти вещества богаты так называемыми метильными группами (CH3) - маркерами эпигенома, которые, присоединяясь к ДНК, регулируют активность генов.

Метильные группы способны «чинить» не только мышиный эпигеном, но и человеческий. Организм всё время нуждается в их новых порциях - ведь клетки постоянно делятся. И фолиевая кислота, и метиониновая аминокислота не вырабатываются в нашем теле, поэтому должны постоянно поступать с пищей (так, их много в овощах и фруктах) или из витаминных комплексов.

Правда, чересчур увлекаться последними не стоит. В США многие учёные забили тревогу, когда на рынке появились высококонцентрированные препараты, так называемые «доноры метильных групп». Дело в том, что в организме всё должно быть тонко сбалансировано. Учёные пока не знают, какие гены должны быть активными, а какие, наоборот, подавлены, а самое главное, когда и где. Поэтому необдуманная накачка организма супердозами CH3-групп рискованна.

Новая наука заставила свежим взглядом посмотреть на каноны диетологии. Оказалось, что многие продукты, и раньше известные своими полезными свойствами, влияют еще и на эпигеном.

Например, главный катехин зелёного чая Epigallocatechin Gallate (EGCG) на 50-70 процентов снижает риск многих онкологических болезней, если употреблять 2-3 небольшие чашки зелёного чая ежедневно. Недавно учёные установили, что EGCG непосредственно связывается с ДНК, блокирует проявления одних вышедших из строя генов и активирует другие. Такими же киллерами раковых клеток являются и сульфиды чеснока diallyl sulfide (DAS), diallyl disulfide (DADS), diallyl trisulfide (DATS).

Тогда учёные из Анкарского медицинского университета (Турция) задались вопросом: не может ли чеснок продлевать жизнь? Одна из главных научных гипотез старения сегодня - накопление оксидативного стресса в клетках, в результате которого свободные радикалы разрушают ДНК, белки и жиры. Исследователи решили рассмотреть именно те гены, которые контролируют этот процесс. Для этого протестировали кровь 13 пожилых людей до и после месяца употребления чеснока в количестве 0,1 г (2-3 зубчика) на 1 кг массы тела ежедневно. Как выяснилось, учёные были абсолютно правы: чеснок очень мощно активировал гены, кодирующие энзимы антиоксидантной системы, и подавлял гены, производящие свободные радикалы и суперперекиси ферментов.

Появились и новые данные о вреде продуктов с высоким содержанием пестицидов, консервантов и пищевых красителей. Например, в 2009 году учёные из университета в Нью-Джерси доказали, что инсектицид метоксихлор (ДДТ) не только вызывает мутации генов в сперматозоидах и яйцеклетках, но и воздействует на эпигеном. А это даже опаснее первого. Дело в том, что серьёзная мутация генов в половых клетках скорее всего не будет передана потомству: дефектный эмбрион не сможет нормально развиться и погибнет ещё в утробе матери. Дефекты же в эпигеноме могут «молчать» до определённого времени, а проявиться в полной мере уже у ребёнка или даже взрослого.

Но большая часть открытий в области эпигенетики и питания ещё впереди. Почему сегодня мир переживает эпидемию ожирения? Вот одна из гипотез: переедание матери до беременности и во время неё вызывает эпигенетические изменения у потомства.

Теорию подтвердили опыты на мышах: перекормленные самки каждый раз производили ещё более тучное потомство, и это закреплялось в геноме.

Впрочем, есть и противоядие. Уменьшение потребления калорий всего на 25 процентов активизирует множество генов в клетках, особенно в митохондриях, наших энергетических станциях. Это влияет практически на все процессы в организме: от усиления регенерации клеток до активации иммунной системы и снижения воспалительных процессов. А шведские учёные доказали: занятия на обычном велотренажёре в течение всего шести недель активируют 470 генов. Причём не только мышечных и костных клеток, но и препятствующих развитию диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.

Ещё информация для размышления: курение опасно не только для самого курильщика, но и для его будущего потомства. Причём не только во время беременности, как считалось раньше. Так, исследователь Маркус Пембрей из института детского здоровья при Лондонском университете установил такую закономерность: если мужчина начал курить до 11 лет, то его будущие сыновья имеют повышенный риск развития ожирения. Причина в том, что табак также нарушает тонкий баланс регуляции экспрессии генов.

А в 2007 году учёные из института BMC Genomics сравнили ткани лёгких, взятые у завязавших курильщиков и у людей, которые никогда не курили. Было установлено примерно 600 измененных генов, которые работали неправильно. К счастью, большая часть из них возвращается к норме, если бросить курить - чем раньше, тем лучше. Но всё равно около 120 генов остаются изменёнными даже спустя десять лет после отказа от сигарет.

Если мы хотим иметь здоровых и сильных детей, то и сами должны быть такими. Подобное порождает подобное - закон природы и эпигенетики. Курение порождает курение, агрессия - агрессию... Таков порочный круг. Чтобы его разорвать, не бойтесь менять себя. Мы не заложники собственных генов. Специально для нас оставлена лазейка - возможность влиять на будущее через эпигеном.

ШЕСТЬ СЛАГАЕМЫХ СЧАСТЛИВЫХ ГЕНОВ

* Ежедневная физическая активность, эквивалентная как минимум 30 минутам быстрой ходьбы.

* 200 мкг витамина В9 (фолиевой кислоты), особенно беременным, пожилым, а также тем, кто активно занимается физическим и умственным трудом.

* Никакого табака в течение жизни, менее одного бокала вина в день. Антибиотики и другие сильные лекарства - только в случае реальной необходимости.

* Низкокалорийное меню, ограничение насыщенных жиров, трансжиров и сахаров; много зелени, овощей, фруктов, достаточное количество белков, полиненасыщенных жиров, омега-3-кислот.

* Отсутствие стрессов на работе, радостная семейная жизнь.

* Проживание в экологически безупречном месте.