Текст книги "Тело может! Как контролировать, лечить и предотвращать рак"

Знакомьтесь, ваши гены

Генетика изучает гены, генетические вариации и их наследование. Ген – это участок ДНК, который наследуется ребенком от его родителей. ДНК состоит из молекул, расположенных в виде двойной спирали, форма которой похожа на винтовую лестницу. Каждая ступень этой лестницы состоит из пары оснований. Основание представляет собой соединение двух из четырех возможных химических соединений: аденин (A), тимин (T), цитозин (C) и гуанин (G). Их иногда называют генетическим алфавитом. Конкретная последовательность четырех оснований (например, ATCGTT против ATCGCT) на каждой «ступени» передает клетке генетическую программу, инструкции или, если хотите, рецепт по созданию белков, необходимых организму для функционирования. Эти белки могут стать ферментами, антителами, гормонами и т. д. Процесс преобразования генетической информации (рецепта) из кода ДНК в белки – технический процесс, известный как экспрессия генов. Просто потому, что конкретный ген кодируется в ДНК, связанный с ним признак или белок не обязательно будет экспрессироваться (создаваться). Рецепт, может быть, и записан в книге, но нужен повар, чтобы приготовить блюдо.

Видимые внешние признаки, такие как цвет кожи и волос, называют фенотипом (от греческого phainein, что означает «показывать», и typos, что означает «образец»). Он является результатом взаимодействия между нашими генами и окружающей средой. Например, после того как люди мигрировали севернее экватора, цвет их кожи стал светлее. Это позволило человеку поглощать больше витамина D. Процесс адаптации нашего организма к новой среде занял тысячи лет. Но сегодня из-за ежедневного воздействия огромного количества новых внешних и внутренних факторов наша ДНК не успевает адаптироваться. Для наших генов это то же самое, что внезапно переселиться на Луну. Множество внешних факторов, которые мы обсуждаем в этой книге, могут повредить ДНК. Это, в свою очередь, может привести к мутациям. Мутация – это стойкое изменение последовательности ДНК, обусловленное либо удалением, либо заменой части кода. Представьте, что в рецепте ошибка: вместо чайной ложки записана столовая. Из-за этой описки портится вкус блюда, в нашем случае – образуется онкоген.

Существует два типа генетических мутаций: герминальные и соматические. Герминальные, или наследственные, мутации передаются от одного из родителей и на протяжении всей жизни человека присутствуют в каждой клетке его организма. Соматические мутации – это изменения в ДНК, которые происходят после рождения. Соматические мутации могут, но не всегда становятся причиной рака. Они обусловлены многочисленными факторами: диетой, наличием стресса, качеством сна, количеством физической активности, воздействием канцерогенов, например сигаретного дыма или пестицидов, вирусами, дефицитом питательных веществ, ошибками при репликации ДНК или делении клетки и многим другим. При каждом делении клетки есть определенная вероятность возникновения мутации. Клетки, которые делятся чаще, подвергаются большему воздействию токсинов, провоцирующих мутагенез. Следовательно, риск появления мутаций в них резко возрастает. На протяжении жизни человека в среднем происходит более десяти миллионов миллиардов делений клеток. Страшно даже подумать, но соматические мутации появляются постоянно, тысячи раз в день. Иногда они могут так изменить генетическую программу, что здоровая клетка становится раковой. Лишь благодаря встроенному механизму восстановления ДНК опухолевые процессы не происходят в нашем организме каждый день. Для этого предусмотрены системы проверок и корректировки. Они называются системами контроля целостности генома. Их задача – обеспечивать сайленсинг, то есть подавление экспрессии онкогенов. Почти все раковые клетки имеют дефекты в этих системах. Именно это позволяет им выживать и размножаться лучше, чем другим клеткам.

Один из генов, который отвечает за контроль клеток, называется TP53. В здоровом состоянии он останавливает рост и деление нежелательных клеток. Когда TP53 мутирует, клетка перестает получать указание о том, что нужно прекратить расти, и вместо этого начинает бесконтрольно размножаться, что является одним из отличительных признаков раковых клеток. Более того, мутантный TP53 также повреждает клеточный метаболизм, заставляя клетку использовать для выживания путь ферментации (с брожением на последнем этапе). В момент замены дыхания брожением происходит переход от нерегулируемого роста клеток к раку.

Два самых известных гена, которые связывают с образованием рака – BRCA1 и BRCA2, – играют центральную роль в восстановлении ДНК и функционировании митохондрий. Когда BRCA1 или BRCA2 перестают корректно работать, комплексная система восстановления ДНК не может сформироваться. Если в клетке отсутствует BRCA1 или BRCA2, они становятся гиперчувствительными к повреждающим агентам (например, самым разным химическим канцерогенам, содержащимся в наших продуктах питания и средствах личной гигиены, которые мы обсудим в главе 5, в разделе «Более глубокий взгляд на канцерогены»). К счастью, многие компоненты пищи участвуют в восстановлении ДНК и митохондрий. Но сначала давайте рассмотрим другой тип генной мутации, который, наряду с уже описанными наследственными и соматическими мутациями, также изменяет функционирование генов. Однонуклеотидный полиморфизм, также известный как SNPs (произносится как «снип»), – тип генетической вариации, который передается от родителя к ребенку. Анализ SNPs человека становится критически важным элементом в персонализированной медицине. Именно он в течение многих лет был ключевым элементом нашей частной практики и имел решающее значение в терапии многих случаев рака 4 стадии, которыми занималась доктор Наша.

Разберемся в однонуклеотидном полиморфизме (SNPs)

Процесс, когда одна клетка делится, образуя две идентичные клетки, называется митоз, или деление клетки. Основная роль митоза – контролировать рост и заменять изношенные клетки. В процессе митоза клетка в первую очередь копирует свою ДНК так, чтобы каждая новая клетка содержала полный набор генетических инструкций. Но в процессе этого копирования иногда совершаются ошибки, которые можно сравнить с опечатками. Эти ошибки приводят к вариациям в последовательности ДНК на определенных участках, вызывая SNP (или, как некоторые любят говорить, сбой). В геноме человека насчитывается до десяти миллионов SNPs⁴. Некоторые из них, по-видимому, не влияют на функционирование клеток. Другие же могут привести к тяжелым последствиям – от изменения реакции человека на определенные лекарства до повышения восприимчивости к факторам окружающей среды, подавления способности вырабатывать гормоны, влияния на процесс усвоения пищи, повышения риска возникновения депрессии и развития заболевания. Некоторые SNPs также могут оказывать влияние на метаболизм жиров, алкоголя, кофеина, витамина D, серы и лактозы. Позже мы рассмотрим многие из конкретных SNPs, но сейчас хотим сделать акцент на одном, который имеет особенно серьезные последствия, когда речь идет о раке: MTHFR.

Приблизительно 50 % населения унаследовали одну вариацию печально известного гена MTHFR, который кодирует фермент метилентетраги-дрофолатредуктаза (MTHFR). Исследования показывают, что мутация в данном гене увеличивает риск развития рака молочной железы, толстой кишки и других видов рака. Поэтому при проведении анализов и лечении ей следует уделять такое же внимание, как и мутациям в гене BRCA⁵. У людей с мутациями в гене MTHFR активность фермента MTHFR может быть ниже нормы на 40–70 %. Это замедляет процессы метилирования и способность организма создавать антиоксиданты, а также затрудняет процесс детоксикации. Здесь мы рассмотрим роль MTHFR в метилировании ДНК – одной из основных систем эпигенетической модификации организма – важном процессе сайленсинга мутантных генов, который, так получилось, полностью зависит от питания.

О механизме метилирования

Метилирование ДНК – это важный эпигенетичекий процесс. Организм использует его для маркировки генов и расстановки меток. Эти метки помогают контролировать процесс транскрипции в клетке, либо запуская чтение гена, либо нет. Метилирование происходит благодаря метильной группе – единице, которая состоит из одного атома углерода и трех атомов водорода. Она присоединяется к участку ДНК и либо активирует его, либо запускает сайленсинг, как бы залепляет рот скотчем[8]8
  Английский термин silencing переводится как «заглушение», «принуждение молчать». – Примеч. пер.


[Закрыть]. Таким образом, метилирование помогает регулировать нормальное поведение ДНК. Без него транскрипция генов происходила бы без ограничений. Процесс метилирования также влияет на иммунную, неврологическую и выводящую системы. Он помогает бороться с чужеродной ДНК, которая внедрилась в геном, а механизм сайленсинга не дает им вмешиваться в нормальную активность генов. Как мы объясним позже, с этой проблемой мы сталкиваемся при употреблении в пищу генно-модифицированных продуктов⁶. Изменения в профиле метилирования ДНК стабильно обнаруживают в раковых клетках. Снижение уровня метилирования ДНК (гипометилирование) может привести к нестабильности ДНК, тогда как избыточную экспрессию генов (гиперметилирование) связывают с сайленсингом важных генов – супрессоров опухолей⁷.

Один из самых важных генов в процессе метилирования, как вы уже догадались, – MTHFR. Он содержит инструкции по созданию фермента метилентетрагидрофолатредуктазы. Когда мы употребляем в пищу продукты, содержащие фолат, который также называют фолиевой кислотой или витамином B₉, фермент MTHFR преобразует витамин в биологически активную форму – метилфолат. Метилфолат играет важную роль в процессе метилирования ДНК; если коротко, он является важным источником молекул углерода, необходимых для создания метильных групп – того самого «скотча» для сайленсинга генов. Низкое содержание фолата в пище или мутации в гене MTHFR могут снизить процесс метилирования ДНК на 40–70 %. Такое гипометилирование фактически дает зеленый свет онкогенам, активность которых может привести к развитию рака. К счастью, если добавить в свой рацион продукты с высоким содержанием фолата, вы можете повысить метилирование и преодолеть последствия SNP.

Фолат – ключевой элемент метилирования

Когда мы говорим о генетическом здоровье, фолат выходит на первый план. Фолат – водорастворимый витамин B₉, необходимый для проведения большого количества генетических процессов, а также для метаболизма и производства красных кровяных телец. Недостаток этого витамина во время беременности может привести к дефектам нервной трубки плода, в том числе расщеплению позвоночника. Вот почему рекомендуется принимать фолиевую кислоту в качестве диетической добавки. Фолат нужен для образования оснований ДНК – аденина и гуанина. Он также необходим для синтеза ДНК, формирования клеток и регенерации. Нехватка фолата в процессе репликации[9]9
  Репликация ДНК – процесс удвоения ДНК перед делением клетки. – Примеч. ред.


[Закрыть] ДНК может увеличить риск образования мутаций. Эпидемиологические исследования показали, что дефицит фолата также тесно связан с гипометилированием ДНК, повышенным риском развития рака молочной железы и развитием рака в целом⁸. Фолат – первый из множества примеров того, насколько важно питание для генетического здоровья и в целом для среды организма.

Человеческий организм не умеет синтезировать фолат, значит, мы можем полагаться только на его достаточное содержание в нашей пище. Основными источниками витамина (от латинского слова folium, что означает «лист») являются шпинат, эндивий (цикорий салатный), китайская листовая капуста бок-чой, салат романо, спаржа, зелень горчицы и репы, гусиная и утиная печень и трава эпазот. У эпазота острый вкус, похожий на вкус фенхеля, в США он был широко распространен и выращивался как лекарственное растение, хотя сегодня многие о нем даже не слышали. Другой интересный компонент эпазота – соединение аскаридол, оно содержится в эфирном масле растения. Исходя из результатов научных исследований, этот компонент подавил рост саркомы у мышей более чем на 30 %⁹. Если вы никогда не пробовали эту действенную траву, сейчас самое время! Ее можно использовать так же, как кинзу в мексиканских блюдах, или добавлять в супы для аромата и пикантности.

Недостаточное количество фолата в организме может привести к множеству проблем: появляется утомляемость, тревожность, проблемы со щитовидной железой, повышенный риск выкидыша. Также может возникнуть фолат-дефицитная анемия – состояние, при котором происходит снижение выработки эритроцитов. Продукты, богатые фолатом, нужно включить в ежедневный рацион, а пищевые добавки должны содержать биологически активную форму метилфолата. Фолиевую кислоту, синтетическую форму фолата, добавляют в крупы и БАДы (например, витамины для беременных), но люди с определенной мутацией в гене MTHFR не могут усваивать фолиевую кислоту. Более того, повышенный уровень фолиевой кислоты способен стимулировать деление существующих в организме раковых клеток. В общем, лучше избегать синтетических форм витаминов.

Фолат недавно привлек к себе внимание своей способностью регулировать уровень гомоцистеина в крови. Аминокислота гомоцистеин – это доказанный биомаркер[10]10
  Биомаркер – характеристика, которая служит индикатором состояния всего организма. К наиболее известным биомаркерам относятся температура тела, кровяное давление, частота пульса. Сейчас биомаркер понимают шире, например, он может представлять собой вещество, присутствие которого в организме указывает на конкретное болезненное состояние или наличие чужеродных организмов. – Примеч. пер.


[Закрыть] сердечно-сосудистых заболеваний, а высокий уровень гомоцистеина повышает риск развития рака. По оценкам, до 20 % населения испытывают дефицит фолата. Соедините это с информацией о том, что у 50 % людей мутации в гене MTHFR, и вы поймете, почему праздничные гирлянды нашего генома искрят от короткого замыкания, онкогены разгуливают на свободе и свирепствует рак. Как западная медицина подходит к геномному здоровью? Проводит много исследований – получает мало результатов. Давайте посмотрим на статистику.

Генетика и рак: западный подход

К сожалению, с тех пор как в 1971 году президент США Ричард Никсон объявил «войну раку», мало что изменилось в снижении смертности среди пациентов с метастатическим раком. Сегодня вероятность выживания в случаях, когда опухоль паренхиматозного органа (например, молочной или поджелудочной железы) распространяется в отдаленные участки тела, примерно такая же, как и пятьдесят лет назад. Ситуация довольно печальная, особенно если учесть, что федеральное правительство потратило свыше 105 миллиардов долларов, пытаясь добиться результатов в сфере генетики. В частности, на проект «Геном человека», который финансировало государство с 1990-х годов. Цель этого проекта заключалась в определении последовательности ДНК всего человеческого генома. На основе открытий в генетике, сделанных в ходе этой работы, были разработаны новые «умные» препараты для борьбы с различными генетическими мутациями. В настоящее время в клинической разработке находится более восьмисот таких «целевых агентов». К ним относятся и моноклональные антитела, такие как трастузумаб (герцептин), которые являются основой так называемой таргетной терапии. При таком методе лечения особенности раковых клеток используются против них. Прицельное лечение основывается в основном на десяти ключевых признаках рака. Хотя таргетная терапия – это, безусловно, шаг вперед по сравнению с методологией традиционной цитотоксической химиотерапии: «уничтожить все клетки», метод «одна мутация, одна цель, одно лекарство» не работает. Было обнаружено, что такие средства, как трастузумаб, не только вызывают сердечную недостаточность, но и увеличивают процент ремиссионной выживаемости в течение десяти лет всего на 12 % при цене более 60 000 долларов в год¹⁰.

Если учесть, что геном типичного пациента с раком легких содержит более пятидесяти тысяч мутаций, становится понятно, почему подход «одна цель, одно лекарство» не работает. В этой книге мы покажем другие причины нецелесообразности такой стратегии. Это все равно что психологу пытаться заставить пациента улыбаться, не выяснив причину его слез. Простое выявление мутации не позволяет понять изначальные причины ее возникновения. Доктор проверил ваш ген MTHFR или поинтересовался, сколько фолата вы употребляете? Если нет, попросите его об этом; это важно как для профилактики, так и для лечения рака. Если мы не найдем первопричину этих мутаций, то не сможем ее остановить. Традиционная терапия может лишь на некоторое время затормозить рак, но в итоге он с ревом помчится дальше. Для настоящей победы над раком лечить нужно среду, а не опухоль.

Причина рака – мутация генов, которые не подстроились под современный образ жизни

Мы не можем изменить свое будущее, не понимая прошлого. Современная жизнь кажется нам вполне нормальной. На самом же деле изменения, которые произошли в нашей диете и образе жизни за последние 15 000 лет – особенно в последние 200 лет, – настолько значительны, что не только наши предки не нашли бы ничего знакомого и привычного в современном мире, но и наши гены ничего в нем не узнают. Фактически сотни мутаций ДНК впервые возникли в процессе или после становления сельского хозяйства, которое началось около 15 000 лет назад. Сильнее всего были затронуты гены, связанные с цветом кожи, структурой костей и метаболизмом «новых» продуктов, включая молоко, мясо и злаки¹¹. Хотя может казаться, что земледелие существует уже целую вечность, в действительности это относительно новая отрасль для человека. Растениеводство и животноводство существуют меньше трехсот поколений, и не удивительно, что большинство наших генетических мутаций возникли в этот же период. К сожалению, более 86 % этих мутаций появились из-за негативных воздействий, то есть они произошли в ответ на угрозы нашему генетическому здоровью, а не из-за положительного отбора¹².

Древняя разнообразная и богатая питательными веществами диета сформировала основу генетического кода человека. Эта система теперь подвергается воздействию пищевых веществ, которые разительно отличаются от того, что мы ели в процессе эволюции. Автомобиль с бензиновым двигателем не заведется, если наполнить бак сахаром. Информация, которую сообщает нашему геному миска диких овощей, принципиально отличается от той, что передает тарелка сухого завтрака, и наши древние двигатели – митохондрии – стреляют, сбоят и глохнут на стандартной американской диете. На данный момент больше половины американцев страдают не только от рака, но и от других неинфекционных заболеваний – болезней сердца или диабета. Как ни печально, мы – больное общество. Но почему? Для начала развитие сельского хозяйства спровоцировало самые значительные изменения в рационе человека за всю историю его существования. Когда мы научились выращивать урожай и содержать домашний скот, мы перестали зависеть от охоты, рыбалки и сбора диких растений. Наш пищевой профиль изменился. Выращивание злаков и других культур, включая пшеницу, ячмень, просо, рис, кукурузу, сорго, бобовые, батат и картофель, дало возможность нашим предкам в эпоху неолита начать строить постоянные жилища и объединяться в деревни. Но этот прогресс имел серьезные последствия для организации и усвоения питания. От традиционной охоты и собирательства, которые с первых дней существования человечества определяли образ жизни людей, почти отказались ради пищи, совершенно чуждой как нашей пищеварительной системе, так и нашим геномам. Многие эксперты считают развитие сельского хозяйства «самой большой ошибкой в истории человечества»¹³.

Мы не драматизируем, негативное влияние сельского хозяйства подтверждается также палеоантропологами. Скелеты, найденные в Греции и Турции, показывают, что средний рост охотников-собирателей к концу ледникового периода составлял 1,75 метра для мужчин и 1,65 метра для женщин. С утверждением сельского хозяйства средние показатели роста человека значительно снизились и к 3000 г. до н. э. достигли минимума: всего 1,6 метра для мужчин и 1,52 метра для женщин.

Исследования антрополога Джорджа Армелагоса и его коллег из Массачусетского университета показали, что по сравнению с предшествовавшими им охотниками-собирателями у ранних земледельцев почти на 50 % возросли дефекты зубной эмали, свидетельствующие о нарушении и недостаточности питания. Также у человека четырехкратно увеличилась железодефицитная анемия (о чем свидетельствует состояние костей, называемое порозным гиперостозом) и троекратно повысились повреждения костей, который свидетельствуют об инфекционных заболеваниях и уменьшении количества нутриентов.

Рацион охотников-собирателей был очень разнообразным и богатым питательными веществами. В течение года они употребляли десятки различных видов диких растений. Среднестатистический охотник-собиратель также съедал больше белка, меньше углеводов, в десять раз больше клетчатки, существенно больше фитонутриентов и вдвое больше холестерина, чем рядовой американец сегодня. С тех пор как мы сменили палеодиету на «сельскохозяйственную», потребление углеводов из злаков резко возросло. Сейчас средний американец получает 52 % суточного количества калорий из углеводов – прежде всего пшеницы, риса и картофеля, тогда как у рядового охотника-собирателя на углеводы приходилось около 35 % калорийности ежедневного рациона, причем преимущественно на овощи.

Еще совсем недавно люди даже не пробовали пшеницу, рис, кукурузу, ячмень, картофель или сою. Период после неолитической революции – переход от собирательства и кочевничества к земледелию и оседлости – составляет менее 1 % от всей истории человечества. Следовательно, с переходом от «диеты каменного века», состоящей из жира, мяса и редких кореньев, ягод и других растительных источников углеводов, к диете, в которой преобладают зерновые, прошло слишком мало времени, чтобы гены, которые кодируют наши метаболические пути, успели к ним приспособиться. Исследования показали, что современная диета с высоким содержанием углеводов повышает активность некоторых генов, связанных с развитием определенных видов рака¹⁴.

Ранние земледельцы часто страдали болезнями, которые были связаны с недостатком питательных веществ. Недостаток витамина С привел к развитию цинги, пеллагру вызвал дефицит ниацина, или витамина B₃, бери-бери – нехватка тиамина, анемию – дефицит витамина B₉, а эндемический зоб – недостаток йода. Важно отметить, что эти нутриенты, особенно фолат и сильный антиоксидант витамин С, играют роль в уменьшении повреждения клеточной ДНК и необходимы для функционирования митохондрий. Таким образом, несколько веков назад недостаток питательных веществ стал довольно ощутимым, чтобы открыть двери повышенной вероятности образования невосстановимых генетических мутаций. По мере того как в рацион добавляются новые продукты, такие как зерновые и сахар, рак продолжает поражать всё больше и больше молодых людей. Между 1973 и 1991 годами число случаев рака головного мозга и саркомы мягких тканей у детей в США увеличилось более чем на 25 % для каждой из болезней¹⁵. Рак развивается у нас не потому, что мы дольше живем, а потому, что мы продолжаем ежедневно повреждать наши митохондрии токсинами окружающей среды, неправильным питанием и эндокринным нарушителями. Большинство из нас практически не едят продукты, которые сдерживают развитие рака, при этом употребляют слишком много продуктов, которые способствуют его бурному росту.

* * *

Некоторые генетические мутации, причиной которых стали изменения питания при переходе к земледелию, теперь увеличивают риск развития рака. Наибольшее влияние оказывают изменения, связанные с употреблением любого вида сахара: глюкозы, фруктозы и сахарозы. Процесс метаболизма глюкозы увеличивает образование свободных радикалов, которые могут вызывать мутации ДНК и последующее воспаление¹⁶. Исследования также выявили, что высокий уровень глюкозы провоцирует повреждение ДНК и негативно влияет на способность клеток восстанавливать эти повреждения¹⁷. Точно так же исследование под названием «Рафинированная фруктоза и рак», опубликованное в 2011 году в журнале Expert Opinion on Therapeutic Targets, показало: чем больше фруктозы потребляет человек, тем больше повреждений наблюдается в его ДНК. Исследования конкретного белка, известного как GLUT, и его связи с метаболизмом глюкозы и фруктозы показывают, что он изменяет ДНК как половых, так и соматических клеток, а также вызывает эпигенетические изменения и повреждает митохондрии¹⁸. Наши гены кричат о том, чтобы мы перестали есть сахар. Исключение сахара из рациона не только полезно для наших генов, оно лежит в основе метаболического подхода к раку. Рак развивается не потому, что наши гены больны, а потому, что мы неправильно их кормим.

Помимо меньшего разнообразия питательных веществ, изменение рациона после перехода к земледелию связано с доступностью пищи, общая калорийность которой превышает необходимую для питания и роста организма. И тут в игру вступает диабет. Как, ради всего святого, наш древний геном может приспособиться к изменениям последних ста лет – высокофруктозному кукурузному сиропу, обработанным злакам, рафинированным маслам, искусственным и синтетическим ингредиентам и глазированным пончикам?! Зерновые, бобовые, переработанные молочные продукты и сахар не были частью человеческой диеты еще мгновение назад, если соотнести время их употребления с общей продолжительностью существования человечества. И с их появлением наше здоровье стало ухудшаться. По предварительной оценке, треть современных детей в течение жизни заболеет диабетом и почти у половины взрослых разовьется рак. Мы должны увидеть, какое воздействие современная диета оказывает на наше здоровье, и изменить ее. Наше питание значительно влияет на здоровье наших генов, что продолжают доказывать новые открытия в современных областях знания нутригенетики, нутригеномики и нутритивной эпигенетики.