Не все решают гены (генетика, наследственность)
Нередко можно услышать, что люди винят в своих болезнях «плохую генетику». Но проявление большинства распространенных болезней зависит не от наличия «плохих» генов, вернее не только от них. Наличие генетической предрасположенности не обязательно приводит к развитию заболеваний.
Гены – это участки ДНК, в которых заложена информация о структуре клетки, о способах ее функционирования. Совокупность генов – геном – остается неизменным на протяжении всей жизни. Однако многие гены работают не постоянно, а режим их включения зависит от внешних факторов.
Человеческий организм состоит из триллионов разных клеток: печени, почек, кожи и т.д. В каждой из этих клеток содержится одинаковая ДНК, тем не менее, клетки имеют разную структуру и выполняют разные функции, потому что в разных типах клеток активны разные гены.
Регулирование экспрессии (активности) генов осуществляется с помощью нескольких механизмов. Среди них присоединение к определенному участку гена специальной метки — метильной группы (соединение из одного атома углерода и трех атомов водорода), что либо активирует ген, либо блокирует его считывание.
Очень важно, также насколько гены доступны для считывания. Нити ДНК в ядре клетки очень плотно упакованы, в тоже время нужные для считывания гены должны находиться на поверхности.
Изучением изменений активности генов, при которых структура ДНК остается прежней, занимается наука эпигенетика. Она объясняет, каким образом факторы окружающей среды, наше поведение могут влиять на гены, заставляя замолчать ненужные и активировать полезные, но «спящие».
Наследственность, конечно, играет значимую роль в формировании здоровья. Вместе с цветом кожи и волос, формой глаз и ногтей от родителей могут передаваться и генетические «дефекты». К счастью, поломки генов, вызывающие редкие генетические заболевания (например, гемофилию) встречаются редко. В большинстве случаев наследуется не само заболевание, а предрасположенность к нему.
В 2003 году биологи из Дюкского университета (США) провели эксперимент с беременными мышами, которые имели желтую шерсть и предрасположенность к ожирению. Они давали генетически идентичным лабораторным мышам во время беременности разный корм. Одной группе мышей добавляли в корм фолиевую кислоту, витамин В12, холин и метионин, а другой группе – корм без добавок.
Потомство, родившееся от мышей, употреблявших в пищу корм с биодобавками, было здоровым и бурым, а мыши, получавшие обычный корм, рождались желтыми и болезненными.
Воздействие диеты сохранялось и в нескольких последующих поколениях: детеныши мышей, родившиеся нормальными благодаря пищевым добавкам, и сами рожали нормальных мышей, хотя питание у них было уже обычное.
У людей влияние эпигенетических механизмов не менее значимо. Недостаток питательных веществ во время беременности связан с различными последствиями в дальнейшей жизни. Например, голод матери во время беременности может увеличить риск развития сахарного диабета или ишемической болезни сердца у её потомства во взрослом возрасте. С другой стороны, ожирение матери, гестационный сахарный диабет (сахарный диабет выявленный впервые во время беременности) увеличивает частоту ожирения, сахарного диабета 2 типа, проблем с вниманием и депрессии у потомства. Неблагоприятные воздействия во время внутриутробного развития оставляют на ДНК плода эпигенетические метки и запускают обмен веществ по пути развития болезни. Выявлено также, что эпигенетические изменения могут передаваться и последующим поколениям, проявляясь у детей и даже внуков.
Эпигенетические изменения не ограничивается влиянием на развитие плода во время беременности, а происходят в течение всей жизни. Воздействие факторов окружающей среды может изменять активность тех или иных генов в течение всей жизни. И не последнюю роль в этом играет образ жизни.
Так, в возникновении онкологических заболеваний играют роль и генетические и эпигенетические факторы. В клетках нашего организма под воздействием канцерогенных веществ (вирусы, ультрафиолетовое излучение и другие воздействия) могут происходить генетические мутации. Если иммунная система по какой-то причине не удаляет мутировавшие клетки, развивается опухоль.
В свою очередь, в нашем собственном геноме уже существуют гены, способные запустить опухолевый процесс (онкогены), и гены, которые предотвращают развитие опухоли (онкосупрессоры). В нормальных условиях активность этих генов строго сбалансирована. Однако под влиянием факторов образа жизни роль онкосупрессоров ослабевает, а онкогены, напротив, становятся активными, вследствие чего может развиться раковая опухоль. Например, алкоголь «включает» неактивные онкогены и провоцирует развитие рака.
Подобные эпигенетические процессы, которые могут быть вызваны образом жизни и влиянием окружающей среды, влияют на развитие и других неинфекционных заболеваний. Например, в исследованиях было показано, что физическая активность может снизить генетическую предрасположенность к ожирению, изменяя активность гена, который влияет на скорость метаболизма. Также было обнаружено, что при нарушении циркадных ритмов, (например, работа ночью) влияет на метилирование генов у худых и тучных взрослых и детей.
Генетика, безусловно, играет важную роль в здоровье каждого из нас. Однако гены не всегда являются единственным фактором, определяющим состояние здоровья в будущем. Благоприятные гены не гарантируют абсолютное здоровье в течение всей жизни. Наоборот, негативные последствия генетической предрасположенности к некоторым заболеваниям могут быть компенсированы изменениями в образе жизни. Здоровый образ жизни позволяет значительно снизить генетические риски и продлить здоровую жизнь, даже если у человека есть неблагоприятные гены.
