Діабет, надмірна вага, як спосіб життя впливає на наші гени

діабет

Знання про те, як спосіб життя впливає на гени, область досліджень, яка називається епігенетика, за останні роки зросла в геометричній прогресії. Шведські дослідники щойно узагальнили відомості про епігенетику, пов’язану з ожирінням та діабетом 2 типу, у науковому журналі Cell Metabolism. Огляд.

Що таке епігенетика ?

«Епігенетика все ще є відносно новим напрямком досліджень, але зараз ми знаємо, що епігенетичні механізми відіграють важливу роль у розвитку хвороби. Так само хвороба впливає на епігенетичні структури. Зміни генетичного матеріалу (ДНК), віку, фізичних вправ та дієти також впливають на епігенетичні варіації ", - пояснює Шарлотта Лінг, піонер у галузі епігенетики та діабету, яка написала" дослідження зі своїм колегою з Центру діабету в Університеті Лунда, дослідниця Тіна Ронн.

Нижче наведено короткий огляд останніх висновків про зв’язок між способом життя та епігенетикою за категоріями.

Важливість дієти

Фізична активність

Загальновідомо, що регулярні фізичні вправи захищають та запобігають тим, хто ризикує захворіти на діабет 2 типу, від розвитку цієї хвороби. Заняття спортом сприятливо впливають не тільки на метаболізм глюкози та енергетичний баланс всього організму, але і на імунну систему.
Автори статті описують кілька досліджень, які це показали вправи впливають на метилювання ДНК та функцію генів у скелетних м’язах та жировій тканині. Таким чином, дослідження 2013 року, мабуть, вказує на те, що епігенетичні зміни, що відбуваються під час фізичних вправ, впливають на метаболізм жирних кислот у жировій тканині шляхом збільшення активності конкретних генів.
"Епігенетика може пояснити, чому різні люди по-різному реагують на фізичні вправи", - пояснює Тіна Ронн.

Старіння

Старіння асоціюється із збільшенням абдомінального ожиріння, інсулінорезистентності та діабету типу 2. Краще розуміння вікових механізмів, що призводять до ожиріння та діабету 2 типу, може призвести до нових методів лікування та кращої профілактики.
Дослідження показують:
- Процес старіння характеризується значною зміною епігенома: гени втрачають або набувають нових метилювання.
- Ожиріння, здається, впливає на вікові епігенетичні зміни, що забезпечує молекулярний зв’язок між старінням та ожирінням.
"Хоча метилювання ДНК є стабільним епігенетичним маркером, ми знаємо, що епігеном змінюється з часом", - робить висновок Шарлотта Лінг.

Вплив генів на гени

Гени регулюються надзвичайно складним процесом, який починається в молекулярних будівельних блоках генів, нуклеотидах, що складають ланцюг ДНК. До цього слід додати метилювання ДНК, молекули РНК та модифікації гістонів (хімічні групи, які прикріплюються до білків, навколо яких намотана довга спіраль ДНК і які впливають на них), на які однаково впливають генетичні та екологічні фактори.

Дослідження показують, що:

  • Оскільки метилювання ДНК відбувається переважно в певних місцях в ДНК, спадкові зміни в складі генів можуть впливати на здатність метильних груп приєднуватися до генів.
  • Половина генетичних варіантів, які можуть бути пов'язані з діабетом 2 типу, створюють або видаляють місця метилювання ДНК, і серед них деякі також можуть бути пов'язані з функцією генів та здатністю клітин секретувати ДНК.
  • Різні генетичні варіанти впливають на метаболічні фактори, такі як ІМТ (індекс маси тіла) та HbA1c (маркер контролю рівня цукру в крові) через змінені рівні метилювання ДНК.

Є епігеном спадковим ?

Для авторів той факт, що епігенетичне успадкування сприяє еволюції, є цікавою та стимулюючою гіпотезою. Епігеном мінливий і пристосовується до змін способу життя швидше, ніж гени завдяки мутаціям. Саме на ембріональній стадії відбувається найактивніше епігенетичне перепрограмування. Таким чином, те, чому піддається жінка під час вагітності, впливає не тільки на її майбутню дитину, але і на онуків через вплив на репродуктивні клітини самого ембріона. Яйця або те, що згодом стане спермою, вже утворюються на стадії зародка і є частиною генетичного матеріалу репродуктивних клітин.
«Для того, щоб можна було сказати, що епігенетичні зміни можуть передаватися від одного покоління до наступного, потрібно мати можливість довести, що відбулися зміни протягом четвертого покоління, і, наскільки нам відомо, цього не існує лише обмежені докази, за наявності трансгенераційної епігенетичної передачі у людини ”, - кажуть дослідники.

Однак існує все більше досліджень щодо передачі епігенетичної інформації від батька. Наприклад, також було показано, що сперма має епігеном, на який впливають фактори навколишнього середовища і який, ймовірно, вплине на наступне покоління:

  • Дослідження 2016 року показує, що метильована ДНК сперми чоловіків із ожирінням, які перенесли баріатричну операцію, була перероблена після операції.
  • Попереднє дослідження також показало, що фізичні вправи здатні перепрограмувати метильовану ДНК сперми, але поки не пояснюють, як ці зміни можуть бути спадковими та корисними для потомства.

Чи може епігенетика сприяти новим методам лікування ?

Вже відомо, що регулярні фізичні навантаження та здорове харчування можуть запобігти появі захворювання у людей, які перебувають у групі ризику діабету 2 типу. Тому важливо мати можливість ідентифікувати цих людей на ранній стадії. У майбутньому можливо буде використовувати епігенетичні біомаркери для прогнозування того, хто має високий ризик ожиріння та діабету 2 типу, за умови, що вони легко доступні, наприклад, у крові.
Нові методики, що дозволяють отримувати ліки, спрямовані на конкретну ціль, пропонують можливість розробки нових методів лікування. Вони можуть бути націлені на епігенетичні модифікації.

Вже існують препарати, які впливають на метилювання ДНК та модифікацію гістону. Вони були протестовані з хорошими результатами, наприклад, проти лейкемії. Епігенетичні препарати можуть також впливати на ожиріння та діабет 2 типу, кажуть вчені, оскільки в ряді випадків дослідження показали, що вони покращують секрецію інсуліну.
"Оскільки цукровий діабет 2 типу є хронічним захворюванням, він приймає лікарський засіб, який є стерпним для життя, і тому користь повинна бути порівняна з недоліками, а будь-які побічні ефекти повинні бути вивчені спочатку", - говорить Шарлотта. Лінг.