Епігенетика та харчування Серйозні помилки програмування
Хане, Дороті
Якість та кількість їжі контролюють рівень активності генів - особливо під час вагітності та перших кількох тижнів життя. Це визначає курс здоров'я та хвороб.
Жовті миші агуті мають важку спадщину: вони мають ген, який перетворює їх хутро в блідо-жовтий, а не в темно-коричневий колір, гальмує центр ситості і робить їх схильними до раку та діабету. Отже, ти жовтий, товстий і болючий. Вони стали відомими кілька років тому завдяки експерименту американського дослідника раку Ренді Джиртла, Університет штату Вісконсін-Медісон. Він дав вагітним самкам спеціальний корм, до якого додавали щедрі порції харчових добавок, включаючи фолієву кислоту, вітамін В12 і холін. Це вплинуло на потомство: вони мали переважно темне хутро, були худенькими та залишались здоровими. Натомість молоді тварини тих мишей, які отримували нормальну їжу, були схожі на своїх матерів жовтими, товстими та схильними до хвороб.
Експеримент вражаюче показує значення епігенетики для людини. Ця галузь генетики вивчає молекулярні структури, які розташовані на генах або поблизу них. Вони лежать як другий код над геномом і програмують його як функцію стимулів навколишнього середовища: "Епігенетичні структури діють як перемикачі, які вмикають або вимикають гени", - сказав д-р. вип. нац. Пітер Спорк, Гамбург, на майстерні у Фрайзінгу.
В даний час відомі три центральні епігенетичні перемикачі (Dtsch Arztebl 2012; 109 (20): A 1027). З одного боку, метильні групи приєднуються до цитозинових основ ДНК і тим самим перешкоджають зчитуванню генетичної інформації. Інші перемикачі знаходяться на гістонах. Чим ближче вона упакована, тим складніше доступна генетична інформація. Третій комутатор працює з мікро-РНК, які перешкоджають перетворенню зчитаних генів у білки.
Будь то клімат, спорт, постійні стреси, почуття, голод чи постійне переїдання - всі види впливу можуть епігенетично програмувати клітини ссавців і назавжди змінити їх функціонування. Після запрограмування ці клітини передають епігенетичні структури своїм дочірнім клітинам. "Таким чином, риса, набута рано, може зберігатися до старості", - пояснив Спорк.
Люди особливо чуйно реагують на вплив навколишнього середовища у фазах дозрівання органів, тобто в утробі матері, після народження та в ранньому дитинстві. "Процес навчання, що залежить від навколишнього середовища, вже відбувається внутрішньоутробно, що в першу чергу впливає на центральні регуляторні органи мозку та геному", - пояснив проф. мед. Андреас Плагеманн, Клініка акушерства, Харіте - Університетська медицина Берліна.
Питання про те, які наслідки переїдання матері має для плода, вивчено найкраще. Така ситуація виникає, коли мати страждає ожирінням або має гестаційний діабет - два розлади, які різко зросли за останні роки і подвоюють ризик макросомії у дитини. Макросомія не тільки збільшує ризик ускладнень при народженні, але також є вірною ознакою помилок у програмуванні метаболізму. "Ожиріння при народженні призводить до подвоєння протягом усього життя ризику надмірної ваги в подальшому житті, незалежно від віку та статі", - сказала Плагеман, маючи на увазі мета-аналіз, що включав близько 100 досліджень та понад мільйон випробуваних у всьому світі. Оскільки ожиріння є центральним фактором ризику метаболічного синдрому, ця тенденція має велике соціальне значення.
Тенденція до надмірної ваги базується на епігенетичних помилках програмування. Це підтверджується неврологічними дослідженнями центрів контролю, які контролюють голод і ситість: Переїдання внутрішньоутробно, як у потомства дам, хворих на гестаційний діабет, так і у недоїджених тварин, протягом тривалого періоду збільшувало кількість клітин та активність орексигенних центрів контролю. Паралельно кількість клітин та експресія анорексигенної сторони були постійно пригнічені. Особливо зазнав впливу гормон ситості POMC (проопіомеланокортин). Промотор гена POMC продемонстрував гіперметилювання в зоні активації сайтів зв'язування фактора транскрипції. Метильні групи перешкоджають зчитуванню генетичного матеріалу в цей момент, і менше POMC може утворюватися.
З цих складних стосунків можна зробити прості практичні висновки: По-перше, вагітним жінкам слід уникати переїдання і не їсти за двох. "З кінця другого та третього триместру додаткових 200-300 кілокалорій на день вистачає", - рекомендував Плагеманн. По-друге, важливо використовувати скринінг толерантності до глюкози, який зараз є частиною рекомендацій щодо вагітності та пологів.
По-третє, грудне вигодовування є найкращим первинним профілактичним заходом, оскільки воно може назавжди зменшити ризик ожиріння на третину. Значно менший вміст білка в грудному молоці порівняно з дитячим харчуванням може бути причиною цього ефекту. Спостережні дослідження показують, що діти, яких годують більше білками до першого дня народження, набирають вагу і стають сильнішими в перші роки життя.
"Гіпотеза ранніх білків" дає пояснення цьому явищу. Вона припускає, що чим вище споживання білка, тим вища концентрація певних амінокислот у плазмі крові, які збільшують вивільнення інсуліну та диференціацію адипоцитів. "Це сприяє збільшенню ваги та активності жирових клітин - і це в кінцевому підсумку призводить до ожиріння", - сказала педіатр д-р. мед. Файт Гроте, Університет Людвіга Максиміліана (LMU) Мюнхен. Європейський проект з ожиріння серед дітей показує, що кількість білків у перший рік життя фактично впливає на подальший курс ваги. Клінічне подвійне сліпе дослідження рандомізувало 1678 доношених здорових немовлят на дві групи: одна отримувала дитячі суміші та подальші суміші з низьким вмістом білка, інша - з більшим вмістом білка. Дітей слідкували до їхнього шостого дня народження. У цьому віці крива ваги групи з низьким вмістом білка проходила паралельно групі дітей, які раніше годували грудьми.
Інакше ситуація склалася з дітьми в групі з підвищеним вмістом білка в їжі: вони мали найбільший приріст ваги на першому році життя і непропорційно набирали з четвертого дня народження, так що до шести років вони мали подвійний ризик зайвої ваги. "Ці результати свідчать про те, що менший рівень споживання білка в грудному віці може знизити пізній ризик ожиріння", - підсумував Гроте.
Те, що їдять діти у фази чутливого розвитку, очевидно, також відіграє певну роль у розвитку целіакії. Імунологічно індуковане багатоорганне захворювання викликається клейковиною та спорідненими проламінами. Поширеність у загальній чисельності населення становить близько одного відсотка. Якщо це постраждало від батьків чи братів і сестер, ризик зростає приблизно до десяти відсотків. У діабетиків 1 типу також підвищений ризик целіакії. Захворювання є сильно генетично детермінованим і пов'язане з наявністю маркерів HLA DQ2 та/або DQ8. Однак чи спалахне захворювання, залежить від інших факторів.
Харчування у грудному віці може бути важливим. "Попередні дослідження вже припускали, що час і кількість введення глютену з прикормом відіграють певну роль", - сказав педіатр проф. мед. Сібілле Колецко, LMU Мюнхен. Довгий час правило було давати безглютеновим дітям ризик целіакії якомога пізніше. Мета-аналіз шести досліджень випадків контролю приходить до іншого висновку: якщо немовля отримує невелику кількість клейковини на п’ятий та шостий місяці, поки мати ще годує грудьми, ризик целіакії зменшується вдвічі. Якщо його ввести раніше чи пізніше, тобто до четвертого або після шостого місяця, ризик целіакії знову зростає. "Очевидно, існує вузький часовий проміжок, коли організм, швидше за все, розвиває толерантність до глютену", - сказав Колецко.
Наразі профілактичний потенціал цієї стратегії вивчається у дослідженні перспективних втручань PreventCD. Включено понад 1000 дітей з десяти європейських країн, батьки чи брати та сестри яких страждають на целіакію і яким при народженні було набрано позитивних знаків HLA. Діти були повністю вигодовані грудним молоком протягом чотирьох місяців, і з початку п’ятого місяця вони отримували або глютен у невеликих дозах, або плацебо на додаток до молока матері. Починаючи з сьомого місяця, усі діти отримували все більші дози глютену, але з десятого місяця вони отримували безкоштовну їжу.
Поки що результати показують: У деяких дітей антитіла проти природного гліадину та дезамінованих гліадинових пептидів вже були виявлені у віці шести місяців, які згодом знову зникли. У дітей із такою ранньою транзиторною імунною відповіддю на сьогоднішній день целіація розвивається значно рідше, ніж у дітей без цих антитіл. "Очевидно, ранній вплив глютену у зв'язку з грудним вигодовуванням сприяє розвитку толерантності", - інтерпретував це спостереження Колецко.