Текст книги "Антивозрастная медицина. Современная энциклопедия"

Если в мире все бессмысленно, что мешает выдумать какой-нибудь смысл?

Правила жизни Алисы и Льюиса Кэрролла

Наиболее важную в медицинском отношении группу заболеваний, ассоциированных с возрастом, называют мультифакториальными. Ожирение, остеопороз, инфаркт миокарда, большинство опухолей, психических и сердечно-сосудистых заболеваний как раз и относятся к этой категории.

В отличие от мутации, один полиморфный ген «в поле не воин». Возникновение большинства мультифакториальных заболеваний определяется генетическим полиморфизмом не в одном, а сразу во многих генах, которые реализуются при наличии соответствующих неблагоприятных средовых факторов. Чем выше наследуемость какого-либо признака, тем меньше генов (и полиморфизмов) его определяют. И наоборот: чем ниже наследуемость признака, тем больше генов (и полиморфизмов) его определяют. К примеру, в генетике физических нагрузок высокой степенью наследуемости отличаются взрывная сила, состав мышечных волокон и гибкость, а низкой степенью наследуемости – вес тела, аэробная выносливость и ловкость. Параметры с низкой степенью наследуемости легко изменяются под воздействием внешних факторов, а значит, характеризуются высокой степенью тренируемости.

Сочетания различных генов, обеспечивающих нормальный метаболический процесс или вовлеченных в развитие мультифакториального заболевания, получили название «генных сетей». По определению профессора Н. А. Колчанова, генная сеть – это группа координированно функционирующих генов, обеспечивающая формирование фенотипических признаков организма: молекулярных, биохимических и физиологических.

Все процессы в организме – результат взаимодействия (интеграции) его генных сетей. На сегодняшний день создана база данных (GenNet), в которой содержатся описания генных сетей, ответственных за различные жизненно важные функции организма человека, а также информация о метаболических и регуляторных сигналах, контролирующих, интегрирующих и направляющих работу этих генных сетей. Подробно изучены механизмы взаимодействия и интеграции генных сетей, обеспечивающих регуляцию уровня глюкозы в организме, синтез стероидных гормонов, функции клеток жировой ткани, генные сети окислительного стресса и многих других метаболических процессов. Будучи функционально автономными сообществами генов, локальные генные сети интегрированы в одну глобальную сеть организма. Таким образом, каждый человек – это глобальная сеть из множества локальных генных сетей.

Генетические сети составляют относительные риски атеросклероза, ишемической болезни сердца, остеопороза, диабета, астмы, опухолей и т. д. В патогенез каждого заболевания вовлекается много разных функционально взаимосвязанных генов той или иной локальной генной сети. Вклад различных генов, составляющих генную сеть, в развитие любого заболевания существенно различается. Во-первых, развитие любого патологического процесса определяется не всеми генами отдельной генной сети, но лишь сравнительно немногими из них – генами предрасположенности. Во-вторых, ген-генные взаимодействия и компенсация функциональной неполноценности одного гена другим, «буферным» геном той же метаболической группы, зачастую имеют гораздо большее значение, чем собственно наличие полиморфного гена. В-третьих, наряду с главными генами, провоцирующими начало болезни, всегда присутствуют другие, второстепенные, в том числе многочисленные гены-модификаторы, фенотипические эффекты которых во многом определяются средовыми факторами.

Ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет, гипертоническая болезнь, рак молочной железы, рак легкого, остеопороз и многие другие распространенные заболевания входят в список болезней с наследственной предрасположенностью, соответствующими им генными сетями, и полиморфным вариантом отдельных генов.

Сведения о генетических сетях лучше иметь задолго до начала заболевания. Соответствующие профилактические мероприятия могут полностью ликвидировать или в значительной мере предупредить развитие тяжелого заболевания. Тестирование генетических сетей заболеваний, с ожидаемым повышенным риском, исходящим из семейной истории, и возможная фенотипическая корректировка их функций могут существенно уменьшить число лиц, у которых реально разовьется мультифакторное заболевание: атеросклероз, диабет, инфаркт миокарда, гипертония и прочие.

Досимптоматическое выявление лиц высокого риска и первичная профилактика являются основными задачами предсказательной медицины. Генетическое тестирование в семьях высокого риска заболеваний с поздней манифестацией, к которым относятся, например, семейный рак молочной железы и яичников, болезнь Альцгеймера, Паркинсона, в настоящее время рассматривают как одно из направлений превентивной медицины.

Генетическое тестирование не позволяет определить время появления того или иного заболевания и тем более не ставит предварительный диагноз, но помогает выявить индивидуальный риск подверженности воздействию факторов окружающей среды, особенности обмена веществ и метаболизма лекарств.

«Новая» генетика подразумевает использование индивидуальных профилактических программ на досимптоматическом этапе. Применение таких программ помогло бы ежегодно избежать многих заболеваний, травм, миллионов врачебных ошибок, неблагоприятных реакций на прописанные лекарственные препараты, стать сильнейшим инструментом в борьбе с раковыми заболеваниями, спровоцированными окружающей средой.

Адресные программы генетического тестирования составляются индивидуально исходя из семейной истории, возраста, состояния здоровья и пожеланий конкретного человека. Объем и, соответственно, стоимость тестирования существенно различаются исходя из поставленных целей. Возможность проводить исследования генетической сети, участвующей в конкретном метаболическом процессе или в формировании рисков развития того или иного заболевания, – это целевые программы.

Возможно проведение комплексных скрининговых исследований или широких тестирований в рамках «генетических паспортов».

Сведения о генетических сетях лучше иметь задолго до начала заболевания. Вовремя проведенные соответствующие профилактические мероприятия могут полностью ликвидировать или в значительной мере предупредить развитие тяжелого заболевания.

Термин «генетический паспорт» до сих пор вызывает разногласия. Можно назвать его генетической картой. Суть от этого не изменится.

Речь идет о расширенном генетическом обследовании – от составления родословной до секвенирования генома. На этих основах и закладывается персонифицированная медицина.

ПРОФЕССОР Н. П. БОЧКОВ

Целевые программы максимальным образом реализуют современные возможности «генетики взаимодействий», связанные с индивидуальной профилактикой в направлении «зоны риска». В этом случае наиболее подробно анализируется генетическая сеть (взаимодействие генов, определяющее степень риска), наиболее значимая для эффективной работы той или иной системы. Это позволяет выявить «слабые точки», на которые следует направить профилактические и терапевтические интервенции.

Список болезней с наследственной предрасположенностью и соответствующими им генными сетями и полиморфными вариантами отдельных генов включает такие распространенные заболевания, как ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет, гипертоническая болезнь, рак молочной железы, рак легкого, остеопороз и многие другие.

Так, на сегодняшний день известно, что риск сердечно-сосудистых заболеваний определяют более 250 генов. Но здесь, как и в случае других мультифакториальных заболеваний, их роль будет различна при каждой форме болезни. Метаболизм липидов и система кровяного давления, образование тромбов и метаболизм гомоцистеина, повреждающего стенки сосудов и делающего их поверхность рыхлой и восприимчивой к холестерину, – основные «кубики», из которых складывается «сердечное» здоровье или нездоровье.

При наличии в семейной истории подобных заболеваний целевое генетическое тестирование просто необходимо для назначения индивидуально эффективной программы – как профилактики, так и лечения.

Комплексные скрининговые программы тестирования позволяют увидеть генетический портрет в целом и выявить «точки риска», по которым в дальнейшем возможно более детальное тестирование. В рамках этих программ тестируются базовые гены различных генетических сетей. Это основные маркеры целевых программ.

Скрининговые программы вы можете встретить в перечнях, предлагаемых лабораториями как «мужская», или «женская», или «антивозрастная», или еще какая-нибудь. Не забудьте, что самостоятельно выбрать объем тестирования возможно. Но эффективность этого мероприятия очень сомнительна.

Генетические паспорта. Эти программы генетических исследований максимальным образом реализуют современные возможности, связанные с индивидуальной профилактикой. В этом случае генетические сети анализируются подробно, что позволяет с высокой достоверностью оценить степень риска и разработать эффективные меры индивидуальной профилактики. Это совокупность целевых программ. Стоимость соответствующая.

А теперь самое важное:

• так же как и классические медицинские направления, медицина антистарения опирается на результаты диагностических исследований, включая прогностические возможности молекулярной генетики;

• генетический полиморфизм – основа и причина биохимической уникальности каждого человека, источник индивидуальных различий в предрасположенности к мультифакториальным заболеваниям;

• все живые организмы – открытые системы. Каждый поступающий в организм сигнал вызывает ответную реакцию той или иной генной сети, которая передает сигнал другим генным сетям. Поломки в генных сетях, вызванные функциональной изменчивостью генов, могут изменить работу интегральной генной сети, т. е. всего организма;

• ДНК-тестирование генетических полиморфизмов в составе генетических сетей показывает, насколько ваш образ жизни, питание и лечение соответствуют вашим индивидуальным генетическим возможностям;

• существует реальная возможность изменить проявление генов через воздействие окружающих факторов, включая питание, изменение образа жизни, препараты и т. д., которые играют укрепляющую или ослабляющую роль для непосредственных функций генов;

• комбинированное применение технологий генетики взаимодействий позволяет создавать адресные, индивидуальные программы управления здоровьем, основываясь на выявлении генетических вариаций.

Все в наших руках!

Когда стало понятно, как это работает, дело остается за малым: обеспечить регуляцию экспрессии (включения) и репрессии (выключения) нужных генов с помощью возможностей антивозрастной медицины. Мы на полпути к цели!

Глава 7
Кит второй. Персонификация

Нужно делать так, как нужно.

А как не нужно, делать не нужно!

Правила жизни Винни-Пуха и Алана Александра Милна

Эпигенетика – точка пересечения ваших генов и окружающей среды. Может показаться, что загадочные буквы ДНК объясняют абсолютно все.

«…нам стал известен язык, на котором Господь создавал жизнь…»

БИЛЛ КЛИНТОН

Есть нечто более важное, чем «особенные» гены в последовательности ДНК, – то, как эти гены активируются. Ген, который «не включается», ничего не делает. И еще: факторы окружающей среды вызывают изменение «включаемости» и активности генов. И еще: последствия, вызванные воздействием факторов окружающей среды, могут наследоваться.

Изменения в окружающей среде, приводящие к биологическим последствиям, которые продолжаются долгое время даже после того, как вызвавшее их событие минуло, – это эпигенетические факторы. «Эпи» переводится как «на», «над», «сверх» и «после». Эпигенетика – точка пересечения ваших генов и окружающей среды.

На молекулярном уровне это происходит следующим образом: ДНК является отправной точкой, но к ней могут добавляться маленькие группы химических соединений. Ни одно из подобных событий не ведет к структурным нарушениям в составе ДНК, т. е. изменениям базового генетического кода, но… Присоединение химических групп может вызвать изменение активности (экспрессии) соседствующих генов. Это влечет за собой изменения функции клеток и является эпигенетическим результатом.

Очень наглядно эпигенетический ландшафт проиллюстрировал Конрад Уоддингтон, ученый с исключительно широкими научными интересами (рис. 2).

Рис. 2. Ландшафт Уоддингтона

Как видите, на вершине холма располагается шарик. Это первичная клетка. Начиная скатываться, шарик может направиться по любому из нескольких желобов, ведущих к подножию холма. Его путь отражает вероятности судьбы как отдельных клеток, так и нашей жизни при воздействии всевозможных факторов, представленных в виде холмов и желобов. Мы наглядно понимаем, что закатить шарик наверх гораздо труднее, чем отправить его сверху вниз по нужному, самостоятельно просчитанному маршруту.

Так, совершенно одинаковые однояйцовые близнецы обладают совершенно идентичным генетическим кодом. Помня об этом, мы не слишком удивляемся тому, что шансы заболеть одинаковым недугом у них весьма высоки. Но почему же они далеко не равны 100 %?

Наши бабушки, родившиеся до революции, в силу относительно спокойного течения беременности матерей и натурального питания детей в первые годы жизни, несмотря на тяжелые исторические испытания, обладали гораздо большим уровнем здоровья (совокупность генетических, физиологических, иммунологических, нервно-психологических и других параметров), чем наши матери. Жизнь матерей, родившихся в 20–40-х годах, до и после рождения сопровождалась голодом и страхом. Поэтому подружки моей бабушки в 80 лет возились с внуками и сидели на лавочках, а подружки мамы в 75 не выходят из дома в силу болезни.

Все мы рождаемся с определенным набором генов, однако под воздействием различных факторов экспрессия генов может быть изменена.

Это похоже на игру в монетку: орел – выиграли, решка – проиграли. Причем не только мы, но и наши дети. Так почему? Объяснение легко найти на рисунке Уоддингтона: даже если старт одинаков, финиш зависит от превратностей пути.

• Если два генетически идентичных человека оказываются не идентичными по каким-то средовым причинам, это эпигенетика;

• если события среды приводят к биологическим последствиям, которые продолжаются, даже если это событие минуло, это эпигенетика;

• если ваш образ жизни не соответствует вашим генетическим особенностям – это тоже эпигенетика.

Все мы рождаемся в определенной генетической комплектации, но имеем «переключатели», от которых и зависит наше все. Факторы окружающей среды – питание, физические нагрузки, воздух, физический и эмоциональный стресс – «переключатели» активируют. Генная экспрессия зависит от того, что происходит вокруг вас, начиная от питания в младенчестве материнским молоком и заканчивая количеством браков и разводов.

Эпигенетика – это способ регуляции «включения» (экспрессии) генов без изменения их первичной структуры, совершенно новая дисциплина, в настоящее время производящая революцию в биологии.

С современных позиций при рассмотрении индивидуальных молекулярно-генетических основ здоровья генетическую систему следует обязательно дополнять эпигенетической системой, ответственной за включение или выключение генов в ответ на различные воздействия.

Таблица 10

ПОСЛЕДСТВИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ГЕНЫ

Как видите, если воздействия эпигенетических факторов на человека, у которого отсутствует соответствующий генетический полиморфизм (устойчивый генотип), нет, то риск развития заболевания низок. Если же эпигенетический фактор действует на человека, имеющего полиморфизм, то риск не только появляется, но становится существенно выше.

Генетика заряжает ружье, но именно события среды нажимают на курок.

Таблица 11

ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ФАКТОРОВ НА ОПРЕДЕЛЕННЫЕ ГЕНЫ

Как бы неумолимы и неуклонны ни были гены в своем шествии сквозь поколения, природа их эффектов ни в коей мере не является неумолимой и неуклонной.

Если я имею вариантный ген А, то я в любом случае передам этот ген своим детям, и этого не предотвратить. Но будут ли мои дети показывать какой-либо признак, связанный с обладанием гена А, зависит от воспитания, рациона, образования или от того, какими еще генами они будут обладать.

Здоровье человека есть результат взаимодействия генов с внешней средой. Наличие полиморфизмов (вариантных генов) – это не неизбежность, а вероятность, которой можно и нужно избежать.

У вас не разовьется болезнь сердца, или диабет, или рак только потому, что в вашем генетическом коде имеется «не тот» ген. Чтобы это случилось, требуется, чтобы вы «подтолкнули телегу», применив в качестве рычага факторы среды.

…генетическая предрасположенность к развитию тех или иных функциональных нарушений и заболеваний ни в коей мере не означает, что данные патологические состояния у вас обязательно разовьются.

ПРОФЕССОР Е. БАРАНОВА

В настоящее время возрастные изменения не рассматриваются как пассивное накопление ошибок. Намечается переход к представлениям о регуляторных эпигенетических изменениях, влияющих на активность (экспрессию) генов. Эпигенетические процессы не являются спонтанными, поскольку повторяются от человека к человеку и зачастую предшествуют возрастным проявлениям нарушения функций. Так, курение всегда повышает риск рака мочевого пузыря у лиц, имеющих полиморфный ген системы биотрансформации NAT2.

Генетическая предрасположенность – не приговор, а скорее, наоборот, основание для проведения определенно направленных оптимальных профилактических мероприятий, чтобы ликвидировать или предупредить развитие заболеваний, тем самым минимизировав индивидуальные риски ускоренного старения.

Зная генетические особенности организма, можно применять оптимальную стратегию сохранения здоровья и индивидуальной профилактики, меняя или исключая эпигенетические факторы. Спектр «работающих» и «неработающих» генов в различных условиях может меняться на протяжении всей индивидуальной жизни. Вследствие нарушения скорости и последовательности включения генов могут наступать и возрастные модификации в функциях и биохимических процессах в клетках.

Генетика не является проклятием. Болезни, связанные с возрастом, можно предотвратить, персонифицировав медицину и создавая адресные профилактические программы с учетом глубокого анализа предшествующих жизненных, экологических, стрессовых, пищевых и других факторов риска, тем самым минимизировав индивидуальные риски ускоренного старения.

Каждый нуждается в том, чтобы ему время от времени рассказывали хорошую историю.

Правила жизни муми-троллей от Туве Янссон

Анализ распространенности генных болезней в разных популяциях и в разных регионах дал начало новому направлению, геногеографии – науке, изучающей географию распространенности различных генетических маркеров.

В рамках конгрессов по медицине активного долголетия проходят выставки, на которых в том числе представлены зарубежные лаборатории, предлагающие услуги генетического тестирования.

С одной стороны, это хорошо, так как любая конкуренция помогает контролировать цены. Но с другой стороны, на базе генетических данных какой популяционной группы или какого народа делаются заключения? Для нашей многонациональной страны такой вопрос крайне актуален.

Частота встречаемости измененного гена, связанного с риском развития мультифакториального заболевания, у разных народов может быть примерно одинакова, но их вклад в возникновение и развитие заболевания может быть разным. Так же как и группы генов, связанные с развитием одного и того же мультифакториального заболевания, у разных народов могут быть разными. В приложении к популяции вклад наследственных факторов традиционно оценивается величиной генетического груза, т. е. многочисленных мультифакторных заболеваний с выраженной наследственной предрасположенностью.

Если не обращаться к заболеваниям, то географическую гензависимость можно удачно разглядеть на примере алкоголя и молока. Способность употреблять большие объемы спиртного во многом зависит от работы гена, кодирующего синтез алкогольдегидрогеназы, – как это работает, мы уже знаем. У многих людей есть врожденная способность при необходимости быстро наращивать производство этого фермента – результат тяжелой многовековой практики народа. Способность к потреблению спиртных напитков была эволюционно прогрессивной, поскольку спирт убивал микробы, вызывавшие опустошительные эпидемии дизентерии и других желудочно-кишечных инфекций у средневековых земледельцев.

«Не пейте сырую воду», – предупредят вас в любом туристическом агентстве перед поездкой в тропические страны. Помимо бутилированной воды, безопасными напитками являются кипяченая вода и спиртные напитки. До XVIII столетия включительно богатые европейцы пили только вино, пиво, кофе и чай. Употребление любых других напитков было чревато опасностью кишечных инфекций. Опасность прошла, но привычка осталась.

Болезни, связанные с возрастом, можно предотвратить, персонифицировав медицину и создавая адресные профилактические программы с учетом национальных особенностей.

Однако скотоводы и кочевники не выращивали растения, пригодные для ферментации, и не нуждались в стерилизации напитков, так как жили обособленно и поблизости от чистых природных источников. Неудивительно, что коренные жители Австралии и Америки оказались столь восприимчивы к алкоголизму. У них нет ферментов для быстрого расщепления этанола.

Подобную эволюцию пережил другой ген, ответственный за синтез лактазы. Этот фермент необходим для расщепления молочного сахара.

Мы все рождаемся с геном, который активно работает, пока мы маленькие. Но у большинства людей и всех остальных млекопитающих этот ген выключается по мере взросления. Это объясняется тем, что млекопитающие употребляют молоко только во младенчестве. В дальнейшем нет смысла тратить энергию на синтез ненужного фермента.

Но несколько тысяч лет назад древние люди научились получать молоко от домашних животных и стали родоначальниками молочной диеты. Вкусное и полезное для детей молоко оказалось трудным для переваривания взрослыми ввиду отсутствия лактазы. Один из способов превращения молока в диетическую пищу состоял в том, чтобы дать бактериям съесть всю лактозу, оставив остальные питательные вещества человеку. Так появился сыр, содержащий мало лактозы и одинаково хорошо усвояемый как детьми, так и взрослыми.

Случайно в результате мутации в одном из регуляторных генов, чей продукт выключал ген лактазы, фермент стал синтезироваться на протяжении всей жизни. К радости изготовителей кукурузных и пшеничных хлопьев, которые подают к завтраку с молоком, большинство европейцев (но не все!) унаследовали эту мутацию. Примерно 70 % европейцев легко усваивают молоко, особенно ирландцы, чехи и испанцы – их предки пасли овец, коров или коз. Эти народы являются чемпионами в потреблении молока на душу населения. Тогда как в отдельных частях Африки, Восточной и Центральной Азии только 30 % населения имеют необходимый фермент. Частота мутаций может существенно меняться даже в смежных районах.

Это очень интересно, но не настолько важно, как, например, этнические особенности генов системы детоксикации, измененные формы которых связаны с рисками новообразований.

Ген системы биотрансформации и детоксикации, именуемый CYP1А1, известен как ген, который активируется под действием дыма сигарет. Генетически измененная форма этого фермента связана с повышенным риском рака легких у курильщиков, а также с другими патологиями, вызванными действием табака. Существуют значительные этнические различия в полиморфных проявлениях этого гена у европейцев, японцев и некоторых кавказских народов.

Вкусное и полезное для детей молоко оказалось трудным для переваривания взрослыми ввиду отсутствия лактазы. Один из способов превращения молока в диетическую пищу состоял в том, чтобы дать бактериям съесть всю лактозу, оставив остальные питательные вещества человеку. Так появился сыр, содержащий мало лактозы и одинаково хорошо усвояемый как детьми, так и взрослыми.

Ген системы биотрансформации GSTT1 отвечает за детоксикацию, которая происходит за счет связывания многих индустриальных токсинов. На клиническом уровне полиморфные эффекты этого гена выражаются в повышении чувствительности к большинству видов рака, вызванных внешней средой. Частота встречаемости этой особенности колеблется около 20 % у народов Центральной Европы и до 80 % у дальневосточных азиатов и может модифицироваться как под влиянием факторов внешней среды и образа жизни, так и под влиянием некоторых генетических особенностей, присущих популяционной группе.

Образ жизни народа создавал эволюционное генетическое разнообразие, определяющее разнообразие фенотипическое. В нашей многонациональной стране эмпирический характер профилактических мероприятий невозможен: рекомендации придерживаться средиземноморской диеты, данные узбеку или эскимосу, не приведут ни к чему хорошему.

Болезни, связанные с возрастом, можно предотвратить, персонифицировав медицину и создавая адресные профилактические программы с учетом национальных особенностей, тем самым минимизировав индивидуальные факторы риска.