Природа проти
Наше середовище та спосіб життя можуть впливати на роботу наших генів, не змінюючи генетичного коду. Оглядова стаття підсумовує дослідження за останнє десятиліття та показує, як це сприяє ожирінню та діабету 2 типу.
Природа проти турботи - це фраза, яку багато хто з нас знає. Наші гени відповідають за багато наших рис, але харчові та екологічні фактори, безумовно, відіграють певну роль.
Що стосується ожиріння та діабету 2 типу, то легко простежити прямий хід думок.
Якщо ми постійно вживаємо більше калорій, ніж спалюємо щодня, ми набираємо вагу, що призводить до розвитку діабету 2 типу.
Наші жирові клітини і підшлункова залоза відновлюються, коли ми змінюємо спосіб життя і худнемо. Однак це просте рівняння залишає перед нами багато запитань без відповіді.
Чому деякі люди худнуть швидше за інших, навіть дотримуючись тієї ж дієти або режиму фізичних вправ? Чому у деяких людей розвивається діабет 2 типу, а у інших ні, навіть якщо їх генетичний ризик подібний?
Епігенетика може дати відповіді на деякі з цих питань. Порівняно молодою галуззю генетики, епігенетикою, є вивчення змін у функціях гена без зміни генетичного коду або самого геному.
Нехай епігенетика пояснює зростання рівня ожиріння та діабету 2 типу?
Епігеноми індивідуальні та динамічні
Епігенетичні модифікації - один із способів вплинути на роботу гена.
Метилювання ДНК - це тип епігенетичної модифікації. Це відбувається, коли невеликі хімічні мітки, звані метильними групами, зв’язуються з основами цитозину в коді ДНК. Це метилювання вимикає ген.
Ми успадковуємо деякі епігенетичні маркери від батьків, але багато з них відбуваються спонтанно і змінюються протягом нашого життя, створюючи кожного з нас унікальним епігеномом.
У статті в журналі "Клітинний метаболізм" дослідники університету Лунда у Швеції нещодавно оглянули дослідження з учасниками-людьми, які вивчали, як метилювання ДНК сприяє ожирінню та діабету 2 типу.
Шарлотта Лінг, професор Центру діабету Лундського університету, у своєму прес-релізі пояснює, що "епігенетика все ще є відносно молодою галуззю досліджень, але зараз ми знаємо, що епігенетичні механізми відіграють важливу роль у розвитку хвороб"
У статті Лінг пояснює, що дослідники виявили ряд епігенетичних модифікацій у всьому геномі, які могли б певною мірою передбачити індекс маси тіла людини.
Порівнюючи місця метилювання ДНК на острівцях підшлункової залози - структурах, що виробляють інсулін, - у людей з діабетом 2 типу та без діабету, одне дослідження виявило майже 26 000 регіонів, які були різними між двома групами.
Лінд радить бути обережними, оскільки на даний момент незрозуміло, чи є ці зміни причиною чи наслідком діабету 2 типу.
на базі проекту Рубікон
Дієта, фізичні вправи та старіння
Існує безліч доказів того, що ожиріння та діабет пов’язані із західними дієтами з високим вмістом жиру та цукру.
Епігенетичні дослідження можуть сказати нам, чому.
"П'ять днів переїдання з високим вмістом жиру, що імітувало раціон багатьох людей із ожирінням, змінили як експресію генів, так і схеми метилювання в скелетних м'язах людини та жировій тканині", - пояснює Лінг.
"Важливо те, що здавалося легшим викликати зміни метилювання через перегодовування, ніж повернути їх назад через контрольну дієту", - продовжує вона.
Вправи також впливають на епігеном. Як окремі сеанси, так і тривалі вправи змінювали метилювання ДНК в скелетних м’язах і жирі, але цілі генів були різними.
"Епігенетика може пояснити, чому різні люди по-різному реагують на рух", - коментує Тіна Ронн, автор дослідження та дослідник докторів з Ling.
Зі збільшенням віку наш епігеном продовжує змінюватися, вказуючи пальцем на старіння як рушійний фактор епігенетичних змін. Дослідження пов’язують ожиріння з епігенетичним дрейфом у літньому віці, але як і чому це відбувається, наразі незрозуміло.
Що відбувається з наступним поколінням?
Дослідження гризунів показують, що одне покоління може передати наступному поколінню деякі епігенетичні маркери, пов’язані з ожирінням та діабетом 2 типу. У людей цей тип досліджень ще перебуває в зародковому стані, проте з’являються цікаві результати.
В одному дослідженні діти, народжені від матерів, які страждали на діабет 2 типу під час вагітності, мали більш високий ризик розвитку ожиріння та діабету 2 типу в подальшому житті, ніж діти, народжені від матерів без діабету.
Кілька досліджень показують, що якщо матері відчувають голод під час вагітності, їхні діти піддаються підвищеному ризику ожиріння та непереносимості глюкози, можливо, через зміни метилювання гена лептину.
Але не лише матері залишають свій слід на епігеномі наступного покоління. Сперма чоловіків із ожирінням має унікальні схеми метилювання ДНК, які змінюються після баріатричної операції.
Що це означає для нашого здоров'я?
Лінг та Ренн пропонують використовувати метилювання ДНК у відомих місцях ризику в геномі як біомаркер для виявлення тих осіб, які мають більш високий ризик ожиріння та діабету 2 типу.
За допомогою кращих біомаркерів можливо виявити місця метилювання ДНК, які є важливими факторами ризику, а потім змінити схему метилювання за допомогою фармакологічних засобів.
Дійсно, такі епігенетичні препарати вже існують, і вчені перевірили їх в інших умовах, таких як певні види лейкемії.
Недавнє дослідження показало, що лікування типом епігенетичного препарату, інгібітором гістондеацетилази під назвою MC1568, покращило секрецію інсуліну на острівцях підшлункової залози, подароване людьми з діабетом 2 типу.
"Минучий і оборотний характер епігенетичних модифікацій відкриває поле для відкриття цілей майбутнього прогнозу та терапевтичних концепцій при ожирінні та [діабеті 2 типу]".
Шарлотта Лінг та Тіна Ренн
Важливо пам’ятати, що метилювання ДНК - це лише один із видів епігенетичної модифікації. Оскільки область досліджень з самого початку розвивається повільно, напевно є кілька цікавих відкриттів.
Залишається з’ясувати, чи вони назавжди закінчать дискусію про природу проти дієти при ожирінні та діабеті 2 типу.