В последние десятилетия одной из самых динамично развивающихся биолого-медицинских областей является эпигенетика. Она изучает, как факторы окружающей среды, особенности образа жизни и протекающие в организме человека процессы влияют на его гены. При этом структура ДНК не изменяется.
Проводя эпигенетические исследования, ученые пытаются дать ответ на вопрос, почему у одних людей развиваются наследственные патологии, а другие избегают подобной участи. Подробнее об этом расскажут наши эксперты.
Эпигенетика: что это
Данный термин ранее применялся для обозначения процессов, которые не входили в структуру генетики, но оказывали влияние на фенотип. Сегодня же эпигенетические механизмы отвечают за включение или отключение конкретных генов в определенный период времени.
Наверняка, многие люди задумывались о том, почему имеющие одинаковый набор генов близнецы по-разному смотрят на мир и болеют разными недугами. Все дело в том, что имеют значение не только наследственные особенности, но и образ жизни, другие экзогенные и эндогенные факторы. Как раз все это и изучают специалисты в области эпигенетики.
ДНК можно сравнить с огромной библиотекой, в которой хранятся все сведения о человеке. А геном — не просто определенный код. Это своеобразный набор переключателей.
Одни участки молекул ДНК отвечают за предрасположенность к различным патологиям. Другие активируют сильный иммунитет. И интересно то, что переключатели не зафиксированы навсегда. На них влияют многочисленные факторы. Это и есть эпигенетика.
Клетки нашего организма ежедневно получают различные сигналы извне:
- от приема пищи;
- стрессовых переживаний;
- физической активности;
- экологической обстановки.
В результате этого запускаются химические реакции. Они способны менять структуру ДНК. При этом «буквы» в генетическом коде остаются неизменными. Такие трансформации ученые назвали эпигенетическими метками. Они либо включают определенный ген, либо блокируют его.
Еще несколько десятилетий назад исследователи утверждали, что все зависит от генов. То есть склонность к болезням, способности и черты характера передаются исключительно по наследству. Но научные исследования в сфере психиатрии доказали, что все гораздо сложнее.
Эпигенетику называют системой регулирования. Конечно, вызвать или отключить желаемые мутации не получится. Но повлиять на здоровье через питание, физическую активность и другие аспекты образа жизни вполне реально.
Влияние среды на ДНК
Эпигенетические исследования продолжают активно проводиться учеными всего мира. На сегодняшний день наиболее изучена связь питания с деятельностью генов. Во время приема пищи организм заряжается энергией и получает необходимые вещества. Они становятся участниками эпигенетических процессов. Это:
- фолиевая кислота;
- витамины группы В;
- метионин;
- полиненасыщенные жирные кислоты.
Такие соединения активизируют реакции метилирования ДНК. К тому же они воздействуют на выработку биоактивных молекул, которые обладают способностью изменять уровень экспрессии противоспалительных генов.
Ученые доказали, что потребление недостаточного количества калорий или регулярное переедание провоцирует отрицательные эпигенетические сдвиги. Их результатом становятся метаболические нарушения, например, сахарный диабет второго типа.
К тому же доказано, что люди, которые потребляют достаточное количество рыбы, орехов, оливкового масла, свежих овощей и фруктов, имеют более молодой эпигенетический возраст.
Гены и психика также связаны. Частые стрессовые ситуации, депрессивное расстройство оказывают влияние на синтез гормонов. Возрастает уровень кортизола, адреналина и других биоактивных веществ.
В ходе научных исследований подтверждено, что у людей, которые долгое время пребывают в состоянии повышенного нервного напряжения, происходят трансформации в процессе метилирования генов. Меняются биоактивные вещества, отвечающие за регулирование стрессовых реакций и работу иммунной системы.
Результатом этого становится большая восприимчивость к инфекционным агентам. К тому же чаще возникают системные воспаления и даже возрастает угроза появления злокачественных опухолей.
Высокий уровень гормона стресса кортизола повреждает теломеры. Это концы хромосом, которые отвечают за молодость и долголетие. То есть организм часто нервничающих граждан стареет быстрее.
Экологическая обстановка и постоянное поступление токсинов в организм также являются эпигенетическими факторами. То есть курение или многолетняя работа на вредных предприятиях способны спровоцировать патологические изменения.
Например, если женщина до зачатия или во время беременности курила, риск возникновения бронхиальной астмы у ее ребенка возрастает в разы. Это же касается и других недугов дыхательной системы.
Токсичные соединения обладают способностью менять комплекс ДНК и белков. Таким образом, увеличивается активность воспалительных и онкогенных генов.
Помимо негативных факторов эпигенетики, есть и положительные. К ним относится:
- сбалансированное питание;
- соблюдение адекватного распорядка дня;
- систематические физические нагрузки.
То есть ведение здорового образа жизни формирует защитный энергопрофиль. Если человек отказывается от вредной пищи и пагубных привычек, происходит правильная регуляция генов, которые отвечают за метаболизм, функционирование сердца и сосудов, а также чувствительность к инсулину.
Усиливает положительный эффект достаточный уровень физической активности. За счет нее формируется генетическая «мышечная память». Она сохраняется в течение многих лет. Поэтому даже после перерывов профессионалы или любители спорта быстрее возвращают прежнюю физическую форму.
Эпигенетика психических расстройств
Эпигенетические факторы ученые рассматривают с двух сторон. В одних случаях они могут выступать в качестве профилактики наследственных болезней. В других — провоцировать развитие патологических процессов.
Среди заболеваний, которые зачастую объясняются именно эпигенетическими изменениями, специалисты называют:
- онкологию;
- метаболические нарушения;
- расстройства психики.
В практике онкологов эпигенетика играет одну из ключевых ролей. Ошибки в метилировании ДНК могут вызывать отключение антионкогенов. А онкогены за счет этого, наоборот, активируются. Конечно, большинство случаев рака обусловлены наследственными мутациями. Но есть механизмы эпигенетики, которые увеличивают или снижают угрозу возникновения онкопатологий.
Это же касается и сахарного диабета. Данный диагноз часто достается нам «по наследству». Однако его манифестация во многом зависит от питания и образа жизни. Лишние килограммы ускоряют развитие инсулинорезистентности. Поэтому для сохранения стабильности метаболизма важно правильно питаться и достаточно двигаться.
В отдельную группу эпигенетики выделяют психические расстройства. Давно известно о наследственной природе шизофрении и других ментальных недугов. Однако у некоторых людей они могут не проявиться в течение жизни. У других же нарушения прогрессируют стремительно.
Стать причиной манифестации психопатологий способны:
- сильный стресс, особенно в детском или пожилом возрасте;
- постоянный недостаток сна;
- длительная социальная изоляция.
Такие обстоятельства влекут за собой эпигенетические трансформации в головном мозге. В результате них расстройства психики запускаются или обостряются.
То есть эпигенетика и поведение имеют связь. Люди с ментальными недугами часто ведут себя неадекватно. Им сложно адаптироваться в обществе. Они не могут быть его полноценной частью.
Наша судьба в наших руках. Эта фраза имеет поистине глубокий смысл. Каждый человек способен стать «редактором» собственных генов. Для этого нужно:
- следить за качеством питания;
- отказаться от вредных привычек;
- найти спорт по душе;
- стараться получать удовольствие от каждого прожитого дня, отодвигая в сторону все невзгоды.
К тому же некоторые эпигенетические перемены передаются детям. Это означает, что стиль жизни будущих родителей напрямую влияет на здоровье потомков.
Материал оказался полезен? Ставьте лайк, делитесь в комментариях своими историями по теме и подписывайтесь на наш Дзен, Дзен-видео, Youtube-канал.
Есть противопоказания. Необходима консультация специалиста.