Текст книги "Эпигенетика. Управляй своими генами"

2.2. Отцовские привычки питания – влияние на здоровье потомства

Употребление будущим отцом (самцом) алкоголя меняет уровень метилирования ДНК и экспрессии DNMT в сперме (на модели у животных) (Резендис и др., 2013).

У потомства мышей, отцы которых придерживались низкобелковой диеты, отмечались низкие уровни метилирования гистонов и гиперметилирование специфических промоторов ДНК в печени (Карон и др., 2010).

У мышей и крыс высоко жировое питание отцов приводило к аберрантному метилированию ДНК и профилю микроРНК у потомков мужского пола (Фулстон и др., 2013) и более низкому метилированию геноспецифической ДНК наряду с аберрантной экспрессией более 600 генов в поджелудочной железе у потомства женского пола соответственно.

2.3. Питание в раннем и взрослом возрасте – влияние на эпигенетические процессы

У новорожденных крыс, которые находились на высокоуглеводной диете, развилась инсулинорезистентность и ожирение во взрослом возрасте. Молекулярный анализ выявил повышенное метилирование ДНК в промоторе инсулин-чувствительного гена транспортера глюкозы (Glut4) и усиление рекрутирования MeCP₂ и DNMT, снижающее экспрессию Glut4 в скелетной мышце (Райчаудури и др., 2014).

Известно, что метилдефицитная диета вызывает гепатоцеллюлярную карциному (рак печени). В печени взрослых крыс, находящихся на диете с отсутствием метионина, фолата и холина, повышались уровни РНК MBD₂ и белка и снижались уровни белка MeСР₂ в печени in vivo (Эсфандиари и др., 2003). Уменьшение уровня MeСР₂ часто связано с раком печени. Кроме того, на ранних стадиях гепатоцеллюлярной карциномы у животных повышались уровни экспрессии MBD_1-3 и уровни белка MBD₁, MBD₂ и MBD₄ (Гошал и др. 2006).

С другой стороны, некоторые пищевые вещества способны предотвратить развитие заболеваний. Например, антоцианы и эллагитаннины являются защитными антиоксидантными и противовоспалительными соединениями, присутствующими в черных ягодах. Благотворное влияние на предраковые состояния толстой кишки было продемонстрировано у мышей, получавших 5 % от калорийности рациона в виде черных ягод.

Генетической моделью язвенного колита является нокаут по гену интерлейкина-10. Мыши, получавшие в питании черные ягоды, имели меньшую изъязвленность кишечника по сравнению с контрольной группой, не получавшей в питании антоцианы и эллагитанины (Ванг и др., 2013б). Кроме того, выводы авторов указывают на подавление аберрантных эпигенетических событий, так как происходит восстановление промоторного деметилирования генов опухолевого супрессора, вследствие чего повышается экспрессия мРНК.

Также уровни белков MBD₂, DNMT и HDAC были снижены в костном мозге мышей, получавших в питании черные ягоды с химически индуцированным язвенным колитом.

Генистеин, диетический изофлавон, имеет влияние на метилирование ДНК. Это было показано на специфических генах рака в клеточных культурах и на модельных животных (Жанг и Чен, 2011). Трансгенерационный эффект наблюдался от самок грызунов, питание которых включало генистеин. У потомства наблюдались изменения паттерна метилирования ДНК путем изменения цвета шерсти (Долиной и др., 2006).

В другой работе показано, что в клетках опухоли почек введение генистеина вызывало деметилирование промотора гена BTG3, часто гиперметилированного. Кроме того, лечение генистеином, введенным с деметилирующим агентом, привело к снижению активности DNMT и MBD₂, а также повышению активности HAT, что подтверждает эффективность кандидата для эпигенетической терапии (Маджид и др., 2009).

Полифенолы из фруктов и овощей также могут воздействовать на эпигенетические механизмы. Особый полифенол, полученный из зеленого чая, обладает эффектом, антиоксиданта и имеет противовоспалительные свойства. Анализ in vitro клеток рака предстательной железы, подвергшихся воздействию основных компонентов зеленого чая, показал снижение уровня мРНК и белка MBD₁, MBD₄ и MeСР₂ и изменение метилирования ДНК (Пандей и др., 2010).

Ресвератрол в основном содержится в черном винограде, но также встречается в нескольких растениях и является полифенолом, который, как известно, влияет на эпигенетику. Глушение экспрессии гена BRCA₁ из-за гиперметилирования промотора является находкой при раке молочной железы. Исследования in vitro показали, что введение ресвератрола снижает метилирование BRCA₁ и, следовательно, набор DNMT и MBD₂ (Папустис и др., 2012).

Куркумин из куркумы также обладает антиоксидантным и противовоспалительным действием. Защитные эффекты куркумина были обнаружены в стимуляции деления нервных стволовых клеток в гиппокампе, что благоприятно для неврологических функций, а также куркумин предотвращал сердечно-сосудистые риски (Аггарвал и Харикумар, 2009).

Мутация гена MeСР₂ у модельных животных связана с неврологическими нарушениями и изменениями в эндотелии (внутренняя выстилка) сосудов. Эти изменения, а также патологические стереотипные движения, характерные для больного животного, были частично обращены вспять введением куркумина, тем самым уменьшая проблемы с сосудами и кровообращением (Панигини и др., 2013).

Другое исследование показало, что в клетках рака молочной железы, обработанных ресвератролом, полифенолом зеленого чая, куркумином и другими полифенолами, снизился уровень белка DNMT₁, HDAC₁ и MeСР₂, но не MBD₂ (Мирза и др., 2013). Поэтому соединение нескольких полезных веществ может быть профилактической альтернативой рака для предотвращения эпигенетических изменений.

Поскольку эпигенетические эффекты могут быть трансгенерационными (передающиеся следующим поколениям), более качественные диетические привычки и образ жизни родителей должны быть рекомендованы врачами и специалистами в области репродуктологии для рождения здоровых детей.

Эпигенетическое действие пищевых веществ и стилей питания на здоровье

ПОПУЛЯРНО

А теперь понятным языком.

2.4. Как правильно подготовиться к зачатию, выносить и родить здорового ребенка

Для того чтобы повысить шансы выносить и родить здорового (и даже «дизайнерского») ребенка, обоим родителям необходимо твердо знать следующее:

• эпигенетические эффекты могут передаваться из поколения в поколение. В нашем геноме эпигенетические маркеры могут пережить глобальное ДНК-деметилирование, когда из гаметы (материнской яйцеклетки и отцовского сперматозоида) образуется зигота, и передать как благоприятные признаки, так и неблагоприятные на несколько поколений вперед, причем первые поколения прочувствуют это более выраженно, чем последующие. Это напоминает ксерокопирование: чем больше печатать, тем бледнее и неразборчивее копия.

Такой процесс называется импринтингом, при котором один из родительских генов является доминантным и заставляет «замолчать» другую аллель. Эти гены сохраняют свои эпигенетические метки даже через глобальное деметилирование. Эти пометки сохраняются из поколения в поколение (возможно до двух-четырех поколений) и влияют на экспрессию генов.

Когда образуется новый эмбрион, другие эпигенетические метки физически записывают опыт каждой клетки в геноме. На этом этапе записи эпигенома в конечном счете стабилизируют экспрессию генов, что позволяет обеспечить надлежащий эмбриональный рост и развитие. Питание матери, статус курения, психическое состояние и социальная среда могут сделать одно из двух. Если поведение матери было «экологичным» как со стороны ее биологии, так и психологии, то это может гипометилировать CpG-островки, которые, по сути, включают ген. Если нет, оно может привести к микроРНК, заставляя «замолчать» таким образом ген. Это значит, что та психотравма, которую пережила ваша прабабушка во время войны 1941–1945 гг. (неблагоприятная эпигенетика), могла увеличить у вас риск развития психического заболевания, такого как депрессия. Отцы также имеют отношение к эпигенетическому переносу. Если ваш отец не курил, не пил, а занимался спортом перед вашим зачатием, возможно, именно он при помощи здорового образа жизни (благоприятной эпигенетики) позволил вам снизить ваши риски онкологических или сердечно-сосудистых заболеваний.

• питание как отца, так и матери на этапе подготовки к беременности играет большую роль. Формирующиеся сперматозоиды и яйцеклетки будущих родителей, их качество и способность к созданию будущего ребенка зависят от питания, так как оно имеет четко доказанные эпигенетические эффекты. Питание «мусорной» едой, бедной натуральными продуктами, может привести к неблагоприятным эпигенетическим эффектам, что создаст проблемы со здоровьем у ребенка во взрослом возрасте;

• заблаговременно от момента предполагаемого зачатия и отец, и мать должны избегать употребления алкоголя, который влияет на качество спермы и яйцеклеток. По нашему мнению, этот период должен быть не менее трех, а лучше шести месяцев до предполагаемого зачатия;

• все ограничительные диеты, основанные на натуральном питании, должны быть прекращены матерью и отцом во время подготовки к зачатию за три, а лучше шесть месяцев до предполагаемого зачатия. К ограничительным диетам относятся многие диеты: кето, карнивор, веганская, вегетарианская. Их характеризует отклонение от норм потребления белков, жиров, углеводов. В таблице отражены неблагоприятные эпигенетические последствия высокожировой и высокоуглеводной диет. Избыток белка неблагоприятно влияет на функцию почек и печени. Оптимальной диетой на этот период является средиземноморская, оптимальным БЖУ – соотношение (в % от общей дневной калорийности) 25/30/45;

• при необходимости снижения пищевой непереносимости, чувствительности к определенным продуктам и предотвращения аллергических реакций со стороны пищевого рациона можно использовать специальные диеты – элиминационно-реинтродукционные, которые на время исключают определенные продукты, а потом возвращают их в рацион. Этими диетами являются палео-диета, аутоиммунный протокол, Low FODMAP, диета «Антикандида» и др. Наш совет – перед самым зачатием хотя бы за 2 месяца уже применяйте средиземноморский план питания;

• пожалуйста, не голодайте и не ограничивайте калорийность своего рациона ниже суточной потребности в калориях (СПК можно рассчитать в интернете). Все мероприятия по нормализации веса лучше закончить до 3–6-месячного периода подготовки к беременности. Если родители голодают, ограничивая калорийность рациона, их половые клетки получают неблагоприятный эпигенетический сигнал «надо экономить», который потом будет передан плоду, а затем ребенку, у которого могут возрасти риски ожирения и других метаболических расстройств в будущем. Рестрикция калорий (ограничение калорий ниже суточной потребности) – стиль питания, который очень уважают люди, стремящиеся не стареть, но он не подходит для тех, кто готовится стать родителями;

• питание будущих родителей за 3–6 месяцев до предполагаемого зачатия должно быть оптимальным по метионину, холину, фолатам, витамину B₁₂, а также белкам, жирам, углеводам и фитонутриентам;

• чрезмерное употребление метионина может быть невыгодно для людей, заботящихся о своем нестарении, так как известно, что метионин влияет на работу гена mTOR, который является «культовым» для всех желающих оставаться молодыми. Всеми силами этот ген стараются «вырубить» люди, верящие в вечную молодость, поэтому уменьшают метионин в своем питании. Но для планирования рождения здорового ребенка мы считаем, что есть смысл на время забыть о продлении молодости и сконцентрироваться именно на эпигенетической роли метионина во благо будущего здоровья детей. Употребляйте мясные продукты, яйца, рыбу хорошего качества;

• в таблице, приведенной выше, в качестве источника белка был упомянут казеин. Тем не менее то, что хорошо для лабораторной крысы, не всегда уместно для человека. Казеин является ценным для питания белком, но у большого количества людей к нему имеется повышенная пищевая чувствительность, особенно к казеину категории А1. Рекомендуется использовать кисломолочные продукты как источник белка из казеина А2. Не все однозначно доказано относительно вреда казеина А1 и пользы А2, тем не менее нет дыма без огня – выбирайте продукты с казеином А2;

• при определенных неблагоприятных вариантах (полиморфизмах) гена МТНFR нарушается усвоение фолиевой кислоты и необходим прием активных фолатов. Обычная фолиевая кислота в таком случае будет даже вредна, так как она будет «бессмысленно» занимать место на рецепторе, где предполагалось наличие ценного для эпигенетики активного фолата. Люди с такой генетикой должны употреблять метилфолат, а не просто фолиевую кислоту. По данным лаборатории MyGenetics (Россия, Новосибирск), 51 % людей следует употреблять именно активные фолаты. Фолаты, употребляемые в достаточном количестве при неблагоприятных вариантах гена, защищают от дефектов развития плода, а также благоприятно влияют на процессы метилирования, защищая в будущем ребенка от многочисленных «взрослых» заболеваний. Остальная половина (49 %) населения может довольствоваться обычной фолиевой кислотой (витамином В₉) с тем же успехом. Чтобы не ошибиться, можно сделать генетический тест. Впрочем, некоторые лаборатории отвергают его необходимость, а зря. Чрезмерное употребление активных фолатов без надобности может привести к обратному – вместо предотвращения рисков заболеваний метилирование будет нарушено, только уже в другую сторону. Поэтому все хорошо в меру. Больше не значит лучше, когда не уверен в генетике;

• холин можно найти в желтке яиц, а также в лецитине. Разумное употребление лецитина будет способствовать хорошей эпигенетической регуляции, тем не менее его лучше пить курсами – 3 месяца пропили, далее месяц перерыв, затем два месяца пропили, месяц перерыв;

• витамин B₁₂ также нужно контролировать, чтобы понимать, насколько хорошо будут идти «полезные» эпигенетические процессы. В генетических тестах можно посмотреть ген FUT2 – фукозилтрансфераза. Он влияет на усвоение витамина B₁₂, также у него есть другие функции, о которых сейчас упоминать не будем. К большому сожалению, у 77 % людей нарушена работа этого гена и могут возникать дефициты витамина B₁₂. Это может привести к неблагоприятным эпигенетическим последствиям. Анализ крови на витамин B₁₂ можно не делать, так как он будет недостоверен. Лучше сделать анализ на голотранскобаламин и в случае подтвержденного дефицита витамина B₁₂ принимать помимо пищевых источников БАД в форме метилкобаламина, аденозилкобаламина или их сочетаний. Часто распространенные аптечные БАД с витамином B₁₂ в форме цианокобаламина будут иметь при таких генетических вариантах плохую биодоступность;

• по поводу генистеина – его лучше употреблять при наличии наследственных форм рака в семейной истории и использовать именно в виде БАД. Соевые продукты, даже хорошего качества, органические все равно являются неоднозначными. Причина этого – микробиота кишечника, а также возможные нарушения метаболизма эстрогенов. Для будущих отцов лучше однозначно БАД, а не соевые продукты;

• для того чтобы будущий ребенок был крепким и умным, каждый день включайте в свой рацион (папы и мамы) 2–3 чашки зеленого чая (при беременности 1–2), 300 г черных ягод, готовьте блюда с куркумой (обязательно добавляя немного черного перца), употребляйте сезонно немного винограда терпких винных сортов.

Во время беременности женщина должна продолжать выполнять вышеперечисленные рекомендации, а будущий отец может это делать из чувства солидарности, поддержки. Но, впрочем, может немного перевести дух и расслабиться.

Также напоминаем, что для здоровья ребенка крайне важна психоэмоциональная стабильность, которую могут создать оба родителя, о чем мы написали в главе «Эпигенетика стресса».

ВНИМАНИЕ! Предупреждение от Ирины Мальцевой. «Недавно меня пригласили читать лекции по эпигенетике питания в проект «Академия материнства (Академия-М)», и я рассказывала девушкам, которые желают стать матерями, о том, что самый «чувствительный» период для здоровья ребенка – это первый триместр беременности, хотя так же важны и подготовка (3–6 месяцев до зачатия), и 4–9-й месяцы беременности, и период после рождения. Особенно не рекомендуется в первый триместр пить алкоголь, курить и т. п. В общем, сказала, не подумав о последствиях. Через некоторое время в мой Директ в «Инстаграм» начали поступать нескончаемые вопросы от забеременевших девушек: «Что будет с ребенком, если я пила и курила, а узнала о беременности только сейчас?»

Отвечаю всем. Если вы забеременели и понимаете, что вели неидеальный образ жизни, у вас есть время, чтобы все изменить в лучшую сторону! Во-первых, бросьте курить и употреблять алкоголь (желательно после родов и завершения кормления также не возвращаться к дурным привычкам). Срочно начните принимать оптимальные дозировки метилфолата, лецитина, витамина B₁₂ в форме метилкобаламина и/или аденозилкобаламина, а также черные ягоды и зеленый чай. Но также хочу предупредить особо находчивых, что впредь курить и употреблять алкоголь, надеясь компенсировать последствия употребления вредных химических веществ полезными нутриентами, недопустимо! Один раз организм простит, второй – маловероятно. Помните, что здоровье ваших будущих детей в ваших руках.

Также часто задают вопрос, где найти врача, который может назначить правильные нутрицевтики в правильных дозах. Я не пишу дозировки необходимых липотропов осознанно, так как их должен назначать врач функциональной медицины (ФМ), который индивидуально подходит к каждому пациенту. Найти врача ФМ можно на портале pls-association.ru (портал работает с ноября 2020 г.).

Глава третья
Ожирение. Эпигенетика ожирения

Ожирение является одной из самых больших проблем здравоохранения в мире, способствуя повышению риска развития многих хронических заболеваний: гипертонии, сахарного диабета 2-го типа, сердечно-сосудистых заболеваний и других сопутствующих заболеваний. ИМТ (индекс массы тела)[14]14
  ИМТ (индекс массы тела) – вычисляется по формуле: вес (кг) делится на рост (м) в квадрате.
  ИМТ 18,5–24,9 – нормальная масса тела;
  ИМТ 25–29,9 соответствует избыточной массе тела (риски сопутствующих заболеваний обычно не повышены);
  ИМТ 30–34,9 – 1-я степень ожирения (риски сопутствующих заболеваний повышены);
  ИМТ 35–39,9 – 2-я степень ожирения (риски сопутствующих заболеваний повышаются сильнее);
  ИМТ больше 40 – 3-я (морбидная, угрожающая жизни) степень ожирения, связанная с большим повышением рисков сопутствующих заболеваний).


[Закрыть] взрослого населения увеличился с 21,7 кг/м² в 1975 г. до 24,2 кг/м² в 2014 г. у мужчин и с 22,1 кг/м² в 1975 г. до 24,4 кг/м² в 2014 г. у женщин. Если эта тенденция будет продолжаться, то к 2025 г. распространенность ожирения в мире достигнет 18 % среди мужчин и превысит 21 % среди женщин, как утверждает исследователь Сингх (2015). На самом деле широко признается, что ожирение является результатом энергетического дисбаланса, когда потребление энергии превышает затраты энергии. С эволюционной точки зрения эта нынешняя пандемия[15]15
  Пандемия – эпидемия в глобальном масштабе.


[Закрыть] ожирения является результатом более сидячего образа жизни наряду с все повышающейся доступностью калорийной пищи.

Тем не менее существуют индивидуальные генетические отличия, которые объясняют наблюдаемые различия в предрасположенности к увеличению веса. За последние два десятилетия исследования выявили несколько генов, являющихся причиной различных моногенных форм ожирения. Мутации, обнаруженные в генах LEP, LEPR, POMC, PCSK1, MC4R, SIM1, BDNF и NTRK2, составляют около 10 % моногенных случаев с ранним появлением ожирения. Также существуют полигенные формы ожирения, которые связаны с десятками полиморфизмов генов.

Однако трудно объяснить быстрое распространение ожирения во всем мире исходя только из генетических особенностей, поскольку геномы не могут изменяться радикально при помощи мутаций в течение нескольких поколениях. Кроме того, с эволюционной точки зрения возникают важные вопросы:

• почему или как естественный отбор благоприятствовал распространению генов, повышающих риск развития ожирения;

• если существовал естественный отбор, то как развивалась эта предрасположенность к ожирению?

Исходя из того, что не только генетикой единой люди склонны набирать лишний вес, а есть еще несколько факторов, влияющих на этот процесс, мы разберем основные.

Рис. 17. Различные факторы, влияющие на фенотип ожирения, и их возможное влияние на сопутствующие ожирению заболевания

В последние десятилетия достигнуты значительные успехи в понимании эпигенетических механизмов регуляции экспрессии генов под влиянием факторов внешней среды. В контексте ожирения питание, по-видимому, является наиболее влиятельным фактором, который может непосредственно вызывать эпигенетические изменения, тем самым влияя на массу тела.

НАУЧНО

Несколько исследований показали, что питание родителей и ребенка в раннем возрасте изменяют экспрессию генов. Это позволяет предположить, что эпигенетические факторы могут способствовать изменению родительских гамет (половых клеток) и программированию пренатального (когда ребенок находится в утробе матери) и раннего постнатального (новорожденный ребенок) развития, которые могут влиять на склонность к ожирению у этого ребенка, когда он повзрослеет и на протяжении всей жизни. Об этом говорил в своем исследовании Ван Дийк (2015).

Эпигенетика – возможный механизм, который мог бы объяснить наследуемость пандемии ожирения, вызванную не только генетическими предрасположенностями.