Природа срещу възпитание: Какво подхранва затлъстяването, диабета?
Нашата среда и начин на живот могат да повлияят на функцията на нашите гени, без да променят генетичния код. Статия за преглед обобщава изследванията през последното десетилетие, показващи как това допринася за затлъстяването и диабета тип 2.
Природата срещу възпитанието е фраза, с която много от нас са запознати. Нашите гени са отговорни за много от нашите черти, но възпитанието или влиянието на околната среда със сигурност имат роля.
Що се отнася до затлъстяването и диабет тип 2, е лесно да се следва пряка мисъл.
Ако постоянно консумираме повече калории, отколкото изгаряме всеки ден, напълняваме и това ни предразполага да развием диабет тип 2.
Нашите мастни клетки и панкреас се възстановяват, след като променим начина си на живот и отслабнем. Това просто уравнение обаче ни оставя много въпроси без отговор.
Защо някои хора отслабват по-бързо от други, дори ако спазват една и съща диета или режим на упражнения? Защо някои хора развиват диабет тип 2, докато други не, дори когато генетичният им риск е сходен?
Епигенетиката може да съдържа отговорите на някои от тези въпроси. Сравнително млад клон на генетиката, епигенетиката е изследване на промените в генната функция без никакви промени в самия генетичен код или геном.
Може ли епигенетиката да обясни нарастващите нива на затлъстяване и диабет тип 2?
Епигеномите са индивидуални и динамични
Епигенетичните модификации са един от начините да повлияят на функционирането на даден ген.
ДНК метилирането е един вид епигенетична модификация. Това се случва, когато малки химически етикети, наречени метилови групи, се прикрепят към цитозиновите основи в ДНК кода. Това метилиране изключва ген.
Ние наследяваме някои епигенетични маркери от нашите родители, но много от тях се случват спонтанно и се променят по време на живота ни, създавайки всеки от нас с уникален епигеном.
В статия в списанието Клетъчен метаболизъм, изследователи от университета в Лунд в Швеция наскоро направиха преглед на проучвания с човешки участници, които изследваха как метилирането на ДНК допринася за затлъстяването и диабета тип 2.
Шарлот Линг, професор в Университета по диабет в Лунд, обяснява в прессъобщение, че „епигенетиката все още е сравнително нова изследователска област; сега обаче знаем, че епигенетичните механизми играят важна роля в развитието на болестта. "
В статията Линг обяснява, че изследователите са открили редица епигенетични модификации в целия геном, които биха могли да предвидят до известна степен индекса на телесна маса на човек.
При сравняване на местата за метилиране на ДНК в панкреатичните островчета - структурите, които произвеждат инсулин - от хора с диабет тип 2 и такива без заболяване, едно проучване идентифицира близо 26 000 региона, които са различни между двете групи.
Линд обаче съветва с повишено внимание, тъй като към този момент не е ясно дали тези промени са причина или ефект от диабет тип 2.
Диета, упражнения и стареене
Има много доказателства, свързващи затлъстяването и диабета със западните диети, съдържащи високи нива на мазнини и захар.
Епигенетичните изследвания могат да ни кажат защо.
„5-дневната диета с високо съдържание на мазнини, която имитира диетата, наблюдавана при много затлъстели хора, промени както генната експресия, така и моделите на метилиране в човешките скелетни мускули и мастната тъкан“, обяснява Линг.
„Важното е, че изглеждаше по-лесно да се предизвикат промени в метилирането чрез прехранване, отколкото да се обърнат чрез контролна диета“, продължава тя.
Упражнението засяга и епигенома. Както единичните сесии, така и продължителните упражнения променят ДНК метилирането в скелетните мускули и мазнините, но генните цели са различни.
„Епигенетиката може да обясни защо различните хора реагират по различен начин на упражненията“, коментира Тина Рон, автор на изследването и постдокторант, работещ с Ling.
С напредването на възрастта нашият епигеном продължава да се променя, насочвайки пръста към стареенето като движещ фактор в епигенетичните промени. Изследванията свързват затлъстяването с епигенетичния дрейф с напредването на възрастта, но как или защо това се случва, в момента не е ясно.
Какво се случва със следващото поколение?
Изследвания върху гризачи показват, че едно поколение може да предаде някои епигенетични маркери, свързани със затлъстяването и диабет тип 2, на следващото поколение. При хората този тип изследвания са в зародиш, но се появяват някои интересни резултати.
В едно проучване децата на майки, които са имали диабет тип 2 по време на бременност, са имали по-висок риск от развитие на затлъстяване и диабет тип 2 в по-късна възраст, отколкото деца на майки без диабет.
Няколко проучвания показват, че когато майките изпитват глад по време на бременност, децата им са изложени на повишен риск от затлъстяване и непоносимост към глюкоза, вероятно поради промени в метилирането на лептиновия ген.
И все пак не само майките оставят своя отпечатък в епигенома на следващото поколение. Сперматозоидите от мъже със затлъстяване имат уникални модели на метилиране на ДНК, които се променят след бариатрична хирургия.
Какво означава това за нашето здраве?
Линг и Рьон предлагат да се използва ДНК метилиране на известни рискови места в генома като биомаркери, за да се помогне за идентифицирането на тези индивиди с по-висок риск от развитие на затлъстяване и диабет тип 2.
С помощта на по-добри биомаркери може да е възможно да се покажат местата на метилиране на ДНК, които са значими рискови фактори, и след това да се използват фармакологични агенти, за да се промени моделът на метилиране.
Такива епигенетични лекарства всъщност вече съществуват и учените са ги тествали при други състояния, като например някои видове левкемия.
Неотдавнашно проучване показа, че лечението с тип епигенетично лекарство, инхибитор на хистон деацетилаза, наречено MC1568, подобрява секрецията на инсулин в панкреатичните островчета, които хората с диабет тип 2 даряват.
„Преходният и обратим характер на епигенетичните модификации осигурява открито поле за откриване на цели за бъдещи прогнози и терапевтични концепции при затлъстяване и [диабет тип 2].“
Шарлот Линг и Тина Рьон
Важно е да запомните, че метилирането на ДНК е само един вид епигенетична модификация. Тъй като изследователското поле бавно излиза от ранна детска възраст, на хоризонта непременно ще има някои интересни открития.
Остава да видим дали те ще уредят веднъж завинаги дебата за природата срещу възпитанието при затлъстяване и диабет тип 2.
