Читая между строк ДНК. Второй код нашей жизни, или Книга, которую нужно прочитать всем - Петер Шпорк

Ягнята рождались с обычным весом и в остальном выглядели совершенно нормально. Долговременное сравнение с такими же подсаженными ягнятами, матери которых постоянно хорошо питались, принесло удивительные результаты. «Умеренное, в рамках физиологических норм раннее изменение рациона привело к тому, что взрослые особи были тяжелее и толще, чем другие животные», — пишут исследователи. Кроме того, преимущественно у особей мужского пола наблюдались изменения иммунной системы, нарушения регуляции уровня сахара в крови и повышенные показатели кровяного давления. Ранее ученым никогда не удавалось столь однозначно доказать, что существенные для состояния здоровья факторы у млекопитающих начинают действовать в самые первые дни после оплодотворения.

Чтобы отбросить последние сомнения, Кевин Синклер проанализировал эпигеномы в клетках печени овец. Модели метилирования ДНК в обеих группах оказались абсолютно разными: на каждом 25-м возможном участке гены у одних животных были выключены, а у других — нет. Стало ясно, что с высокой долей вероятности причина различного состояния здоровья взрослых особей — измененный эпигенетический код.

Предполагается, что у человека ферменты тоже могут прикреплять первые метильные группы к ДНК уже тогда, когда эмбрион начинает формировать органы и конечности. Следовательно, каждому из нас уже в первые дни после слияния яйцеклетки и сперматозоида были даны важные направления развития на всю оставшуюся жизнь. Но так рано матери, как правило, еще не знают, что они беременны, и могут помочь ребенку, лишь придерживаясь здорового питания. Так что женщины должны думать о богатой витаминами пище, когда еще только планируют беременность.

Эти наблюдения хорошо иллюстрирует пока недостаточно подробно изученный феномен так называемого расщепленного позвоночника, Spina bifida. В Центральной Европе с этим пороком рождается приблизительно каждый тысячный ребенок. Теперь уже известно, что этот серьезный, а в худшем случае смертельный порок развития позвоночника можно предотвратить, если беременные женщины станут принимать достаточное количество фолиевой кислоты. Это же касается расщепления нёба (волчьей паста). Поэтому сегодня в продаже есть поваренная соль, обогащенная фолиевой кислотой. Кроме того, женщинам, которые хотят забеременеть, часто дополнительно, в качестве пищевой добавки, прописывают препараты с этим витамином. А в Канаде и США законом предписано добавлять фолиевую кислоту в муку.

Эпигенетики выяснили, что фолиевая кислота способствует более эффективной работе эпигенетического фермента, прикрепляющего метильные группы к ДНК. Поэтому они предполагают, что Spina bifida в конечном счете — следствие искаженного второго кода.

Можно также предположить, что с помощью фолиевой кислоты эпигенетические переключатели способны подавлять предрасположенность к этой болезни. Ученые располагают аналогичными данными о ряде других заболеваний: если дети унаследовали генетическую предрасположенность к одной из таких болезней, фолиевая кислота может предотвратить ее развитие. В этом случае витамин способствует эпигенетическому выключению измененного участка генома — точно так же, как это удалось Рэнди Джертлу с желтым геном агути.

Смертельный квартет

Одни называют его смертельным квартетом. Другие — синдромом X, но самое известное название — метаболический синдром. На протяжении последних десяти лет врачи, психологи, диетологи и политики, работающие в области здравоохранения, вынужденно занимаются этим недугом. В США им страдает почти четверть населения. В Германии, по последним данным, — 24 % населения. Это 19 миллионов человек! Даже среди детей и молодежи это заболевание встречается все чаще, хотя обычно оно считается старческим недугом.

При метаболическом синдроме из строя выходят сразу несколько важных обменных процессов. Больные страдают ожирением, у них довольно рано развивается старческий диабет, они склонны к сердечно-сосудистым заболеваниям и болезненному храпу с остановками дыхания, апноэ. Их ожидает смерть от инфаркта миокарда или апоплексии.

В соответствии с распространенным определением, для постановки диагноза метаболического синдрома картина болезни должна отвечать, как минимум, трем из четырех следующих критериев (отсюда смертельный квартет): повышенное кровяное давление, повышение уровня холестерина ЛПНП иили понижение уровня холестерина ЛПВП в крови, высокий уровень сахара в крови натощак и значительная степень ожирения, особенно в области живота (тип «яблоко», но не «груша»). Об этом свидетельствует объем талии больше 102 см у мужчин и 88 см у женщин. Страшно подумать, но приблизительно у трети немцев обхват талии превышает эти достаточно толерантные нормы.

В большинстве случаев невозможно или недостаточно лечить каждый симптом в отдельности, кроме того, участники смертельного квартета взаимно усиливают друг друга. Поэтому врачи ввели понятие метаболического синдрома. И с тех пор лихорадочно ищут в процессе обмена веществ — метаболизме — более глубокую общую причину этого комплекса болезней. Одной из причин почти всегда оказывается нарушение регуляции центров аппетита в мозгу. В гипоталамусе центр регуляции обмена веществ регистрирует такие сигналы, как уровень сахара в крови. Затем посредством медиаторов он определяет, насколько сытыми или голодными мы себя чувствуем и должна ли поджелудочная железа выбросить в кровь инсулин.

Вдобавок жировые клетки живота часто запускают порочный круг, поскольку у страдающих ожирением людей они вырабатывают слишком много подавляющего аппетит медиатора лептина, что постепенно делает мозг невосприимчивым к этому веществу. В результате аппетит растет, а следовательно, увеличивается число жировых клеток.

В качестве самой лучшей профилактики этого массового заболевания эксперты настоятельно рекомендуют больше движения, достаточный и приносящий отдых сон и здоровое питание. Главное здесь — сочетать все эти рекомендации: минимум три-четыре раза в неделю заниматься аэробными видами спорта, например бегать трусцой, ходить пешком или ездить на велосипеде, а также использовать лестницу вместо лифта и пешком ходить на работу. Кроме того, необходимо следить за уровнем употребленных калорий и вредных для здоровья жиров с высоким содержанием насыщенных жирных кислот, а также принять меры по борьбе с бессонницей, если она есть. Все вместе в большинстве случаев удивительно эффективно помогает справиться с излишками жира в области живота, а также — напрямую или опосредованно — с другими участниками смертельного квартета.

Предполагают, что главная причина развития метаболического синдрома — патологически избыточный вес (ожирение, или adipositas). И то и другое — болезни цивилизации в чистом виде. Во всем мире инфаркт миокарда как их естественное следствие уже многие годы — причина смерти номер один. Очевидно, в развитых странах слишком многие люди едят больше, а двигаются меньше, чем нужно.

Смертельная комбинация! Ибо наш обмен веществ все еще слишком сильно ориентирован на каменный век: тогда пищи часто не хватало и людям приходилось преодолевать большие расстояния, чтобы найти что-нибудь съедобное. С точки зрения биологической эволюции, тогда механизм создания резервов в сытые времена был вполне оправдан — ими организм мог воспользоваться в периоды недостаточного питания. Большинство животных и даже растения устроены аналогичным образом. Но при сегодняшнем образе жизни мы быстро заболеваем, если следуем побуждениям жировой ткани и гипоталамуса постоянно пополнять запас энергии.

Правда, видимо, не у всех людей программы обмена веществ, приводящие к болезни, работают с одинаковой интенсивностью. Это зависит, разумеется, от индивидуальных различий в моделях активации генов соответствующих клеток мозга, участвующих в метаболизме органов и жировой ткани. Они, в свою очередь, частично наследуются, а также в значительной степени зафиксированы и эпигенетически.

Многое говорит о том, что эпидемия ожирения, свирепствующая сегодня в западных странах, — следствие характерных изменений второго кода.

Почему одни болеют от того, что укрепляет других

При рождении кожа всех людей содержит одинаковое число потовых желез. Но они не активны и начинают работать лишь спустя приблизительно три года, выделяя тот насыщенный солями секрет, который способствует охлаждению тела. Сколько потовых желез будет функционировать впоследствии, зависит от того, какую температуру кожа воспринимала в первые три месяца жизни.

Так что те, кто вырос в жарком климате, потеют в течение жизни больше, чем люди из холодных регионов мира, — вообще говоря, это очень осмысленный, эпигенетически управляемый механизм адаптации. Однако если чрезмерно заботливые родители в Германии всегда дополнительно отапливают детскую и даже летом одевают своих малышей в свитер и теплые носки, чтобы они никогда не мерзли, то не стоит удивляться, что потом у детей всегда будут ноги «с запашком».