Nie słyszałaś/słyszałeś nigdy, czym jest epigenetyka i nie przejmujesz się tym co jesz? Uważasz, że żyje się raz no i w sumie to po co odmawiać sobie przyjemności jakim są fast foody i słodycze? A zresztą… na coś trzeba umrzeć, prawda? Niestety, to co jemy nie jest tylko naszą sprawą i nawet gdy dbanie o siebie nie jest naszym życiowym priorytetem- zadbajmy o zdrowie swoich potomków.
Badania pokazują, że otyłość i zła dieta ojców przed poczęciem dziecka ma wpływ na wystąpienie u dziecka w życiu dorosłym chorób cywilizacyjnych takich jak cukrzyca.
Brzmi zaskakująco? Z wyjaśnieniami przychodzi EPIGENETYKA.
CZYM JEST EPIGENETYKA?
Termin ,,epigenetyka’’ składa się z dwóch słów- ,,epi’’ co z języka greckiego oznacza ,,ponad’’ lub ,,w dodatku do’’ oraz słowa ,,genetyka’’. Epigenetyka odnosi się do zmian ekspresji genów nie wynikających ze zmian pierwszorzędowej struktury DNA. Zespół zmian poszczególnych genów jest dziedziczony i może być modyfikowany przez czynniki zewnętrzne np. dietę, stres, palenie papierosów. Stanowi coś na wzór mechanizmu pośredniczącego między genetyką, środowiskiem a wystąpieniem choroby.
,,To co jemy komunikuje się z naszymi genami”
MECHANIZMY EPIGENETYCZNE
Wiemy, że DNA w naszych komórkach upakowany jest w jądrze komórkowym. Jest przy tym mocno skondensowany, żeby mógł zmieścić się w strukturach komórki. Jest to możliwe dzięki tworzeniu kompleksów z białkami histonowymi i tworzeniu chromatyny. Chromatyna to nic innego jak DNA z towarzyszącymi białkami, które nadają mu strukturę. Luźno skondensowana chromatyna jest aktywna transkrypcyjnie, a im struktura bardziej skondensowana tym trudniejszy jest dostęp białek i enzymów, które obsługują DNA i przeprowadzają różne procesy m.in replikacji czy transkrypcji DNA. Ekspresja genów w takich warunkach zostaje zahamowana.
Na stan chromatyny wpływają modyfikacje histonów i metylacja DNA.
Genom ludzki zawiera około 30 tysięcy genów, ale tylko część z nich ulega ekspresji i to modyfikacje epigenetyczne umożliwiają powstanie wzorców ekspresji genów. Następstwem zmian epigenetycznych jest wystąpienie różnych fenotypów tego samego genomu- dlatego komórki różnych tkanek, choć zawierają identyczną informację genetyczną i identyczny genotyp, różnią się od siebie. Innym przykładem epigenetyki są osoby, które są genetycznie identyczne, ale mają różne cechy, np. bliźniaki monozygotyczne.
Epigenetyka obejmuje zmiany w metylacji DNA, sposób w jaki DNA jest pakowany jako chromatyna oraz modyfikacje histonów.
Modyfikacje histonów
Jednostka strukturalna chromatyny to nukleosom, który zawiera łańcuchy DNA o długości 146-147 par zasad nawiniętych na 8 histonów rdzeniowych. Nukleosomy połączone są łańcuchowym DNA, który jest nawinięty na łącznikowy histon H1. N-końce histonów rdzeniowych (ogony histonowe) są przeznaczone do interakcji z białkami.
Modyfikacja histonów to zmiany w strukturze DNA i w białkach histonowych takie jak:
– przemieszanie się nukleosomów wzdłuż nici DNA
– zmiany wariantów histonów rdzeniowych
– modyfikacje kowalencyjne N-końców ogonów histonowych: acetylację, fosforylację, ADP-rybozylację, metylację, ubikwitynację, sumoilację, biotynylację.
Modyfikacje kowalencyjne N-końców ogonów histonowych mogą korelować w występowaniem m.in chorób neurologicznych i nowotworów.
Metylacja DNA
Metylacja DNA to poreplikacyjna modyfikacja DNA, prowadząca do wyciszenia niektórych genów. To najtrwalsza modyfikacja epigenetyczna. Odgrywa ważną rolę w kontroli procesów decydujących o ekspresji genów oraz bierze udział w tworzeniu struktury chromatyny. Już w okresie rozwoju zarodkowego mamy ustalony wzór metylacji DNA i utrzymujemy go przez resztę życia za pomocą metylotransferazy DNA. Wzór jest swoisty tkankowo, stabilny, odwracalny i może być przekazywany podczas podziałów komórkowych, choć nie zależy od sekwencji DNA.
Odstępstwa w metylacji korelują z różnymi chorobami w tym nowotworowymi, zaburzeniami neurologicznymi i psychicznymi.
W skrócie- mechanizmy epigenetyczne to przyłączenie pewnych grup funkcyjnych odpowiednio do DNA lub do białek, na które DNA jest nawinięte (histonów), co przyczynia się do zmian fizykochemicznych DNA i jego funkcjonowania. Są to zmiany szybkie i odwracalne, na które ma wpływ środowisko, które nas otacza, nasza dieta a nawet sen.
EPIGENETYKA I DZIEDZICZENIE
Epigenetyka stanowi mechanizm łączący dietę i dostępność składników odżywczych z regulacją ekspresji genów w celu utrzymania homeostazy. Powiązanie diety z epigenetyką wynika również z faktu, że większość enzymów epigenetycznych wykorzystuje metabolity energetyczne, np. metylotransferaza DNA i metylotransferazy histonowe wykorzystują S-adenozylometioninę, do której powstania niezbędne są: kwas foliowy, B12, magnez i metionina.
Modyfikacje epigenetyczne mogą być odpowiedzią naszego organizmu na środowisko, w tym dietę. W literaturze możemy znaleźć na to kilka konkretnych dowodów:
– Badania pokazują, że osobniki w okresie płodowym, które narażone są na niedobory kaloryczne (głodująca matka) częściej zapadają na cukrzycę czy otyłość. Przyczyną może być mniejsza metylacja genu, który odpowiada za metabolizm insuliny.
– Dzieci poczęte w podczas Głodowej zimy w Holandii (1944-1945) miały zwiększoną zachorowalność na schizofrenię w późniejszym życiu, co miało związek z zaburzeniami metylacji.
– Badania pokazują, że myszy z aktywnym genem agouti mają żółte futro i tendencję do otyłości. Gen agouti można dezaktywować poprzez podanie ciężarnej matce folianów, metylowanej B12 lub choliny- geny ulegną metylacji i przestaną być aktywne u potomstwa.
– Niedobory folianów u kobiety w ciąży mogą spowodować wady wrodzone u dziecka.
Powyższe przykłady oznaczają, że dieta ciężarnej epigenetycznie reguluje ekspresję genów u potomstwa i te zmiany mogą trwać i zmieniać cechy fizyczne dziecka po urodzeniu i przez całe jego życie. Ten efekt epigenetyczny można nawet przekazać następnemu pokoleniu.
Dlatego prawidłowa dieta w ciąży, czyli dostarczanie wszystkich niezbędnych składników odżywczych, niejedzenia ,,za dwóch’’ i niegłodzenie się jest niezwykle ważne dla zdrowia dziecka, a nawet kolejnych pokoleń. To dotyczy również panów- przyszłych ojców. Badania pokazują, że otyłość i zła dieta przyszłych ojców ma wpływ na wystąpienie u dziecka w życiu dorosłym chorób cywilizacyjnych takich jak cukrzyca.
Poza dietą ważne jest środowisko, które otacza ciężarną. Badania pokazują, że dzieci kobiet, które w czasie ciąży były narażone na przewlekły stres są mniej odporne na sytuacje stresowe w wieku dorosłym.
Epigenetyka daje nam możliwość, w pewnym sensie, zdecydować co przekażemy naszemu potomstwu. Jednak zadbanie o te wszystkie niezbędne czynniki powinno odbyć się długo przed poczęciem.
O CZYM NALEŻY PAMIĘTAĆ PRZED ZAJŚCIEM W CIĄŻĘ?
– Kobieta przed zajściem w ciąże nie powinna stosować restrykcyjnych diet, które w większości wiążą się z niedoborami pokarmowymi, co może skończyć się zaburzeniami metylacji.
– Kobieta przed zajściem w ciąże powinna mieć w normie poziom tkanki tłuszczowej. Zarówno jej nadmiar jak i niedobór wpływają negatywnie na rozwój płodu i późniejsze życie dziecka, predysponując do rozwinięcia się chorób cywilizacyjnych.
– Mężczyzna przed poczęciem dziecka nie powinien być otyły.
– Zarówno przyszła mama jak i przyszły tata powinni unikać toksyn w diecie i środowisku: metali ciężkich, tłuszczów trans, pestycydów, BPA itp. Eliminacji podlegają również alkohol, papierosy i narkotyki- u obojga przyszłych rodziców.
– Kobieta przed ciążą nie powinna suplementować się kwasem foliowym. O wiele skuteczniejsza forma to folian, ze względu na metylację.
– Kobieta przed zajściem w ciąże powinna ustabilizować poziom glukozy.
– Oboje przyszłych rodziców powinno zminimalizować stres przed poczęciem dziecka.
JEDZENIE, KTÓRE KOMUNIKUJE SIĘ Z NASZYMI GENAMI
HDAC czyli deacetylazy histonowe to klasy enzymów, które usuwają grupy acetylowe z histonów. Dysfunkcje enzymów HDAC zostały powiązane z różnymi chorobami u ludzi. Ich nadekspresja może powodować nowotwory takie jak rak piersi, jelita grubego, jajników, płuc, chłoniak Hodgkina oraz choroby neurologiczne i choroby wątroby. Po więcej odsyłam- klik.
Biorąc pod uwagę, że zmieniona lub nieprawidłowa aktywność HDAC wiąże się z wieloma różnymi chorobami, związki które hamują aktywność HDAC mogą działać bardzo korzystnie w leczeniu wyżej wymienionych chorób. Takie związki noszą nazwę Inhibitorów HDAC i wyróżniamy zarówno te naturalne- pochodzące z naszej diety jak i syntetyczne, w formie leków.
Dietetyczne inhibitory HDAC
Niektóre produkty spożywcze i zioła mają szczególny wpływ na epigenetykę. Cząsteczki bioaktywne zawarte w żywności nie są niszone przez kwaśne środowisko żołądka i są w łatwy sposób absorbowane. Przez hamowanie aktywności HDAC mogą działać antynowotworowo- hamują proliferację komórek i wywołują apoptozę, zmniejszają stan zapalny i reaktywne formy tlenu. Do dietetycznych inhibitorów HDAC możemy zaliczyć:
| Substancja czynna | Niektóre źródła |
| Allicyna Katechiny Kwas kumarowy Kurkumina Disiarczek diallilu 3,3’-diindolilometan Apigenin Chryzyna Sulforafan MCP30 Se-metylo-l-selenocysteina Parthenolid Pomiferin Kwercetyna Resweratrol Kwas ursolowy | Czosnek Zielona herbata Cynamon Kurkuma Czosnek Warzywa krzyżowe Pietruszka, seler Męczennica, miód Brokuł Gorzki melon Brokuły, czosnek, cebula Złocień maruna Żółtnica Kwiaty głogu Czerwone wino Bazylia |
Do związków, które działają korzystnie na nasze geny można jeszcze zaliczyć witaminę A, biotynę, kwas α-liponowy, witaminę E oraz sprzężony kwas linolowy.
CO SZKODZI NASZYM GENOM?
– tłuszcze trans
– dieta bogata równocześnie w dużą ilość cukrów i tłuszczów nasyconych
– bisfenol-A
– nadwaga
– otyłość
– chroniczne infekcje
– zaburzona flora bakteryjna
– niedobór witamin z grupy B
– niedobór magnezu
– stres
– metale ciężkie
– pestycydy
Rozregulowany rytm dobowy również ma negatywny wpływ na nasze geny i może wiązać się z bezsennością, depresją, chorobą afektywną dwubiegunową, otyłością i zespołem metabolicznym.
Nie jesteśmy w stanie uniknąć pewnych predyspozycji genetycznych, ale nasza dieta i styl życia mogą wpływać korzystnie na nasze DNA i ekspresję genów.
Nie sama struktura chemiczna naszych genów, a zmiany, które zachodzą na poziomie ekspresji mają wpływ na nasze zdrowie, zachowanie, poglądy i podejmowane przez nas decyzje.
Bibliografia:
1. Scott J. Bultman: Interplay between diet, gut microbiota, epigenetic, events, and colorectal cancer, Mol Nutr Food Res, 2018 Jan
2. Dashwooda R.H., Hob E.: Dietary histone deacetylase inhibitors, Semin Cancer Biol. 2007 Oct; 17(5): 363–369.
3. Waterland R.A., Jirtle R.L.: Transposable Elements: Targets for Early Nutritional Effects on Epigenetic Gene Regulation, Mol Cell Biol. 2003 Aug; 23(15): 5293–5300.
4. Evans L.W., Ferguson B.S.: Food Bioactive HDAC Inhibitors in the Epigenetic Regulation of Heart Failure, Nutrients. 2018 Aug; 10(8): 1120.
5. Wolstenholme J.T. i in.: The role of Bisphenol A in shaping the brain, epigenome and behavior, Horm Behav. 2011 Mar; 59(3): 296–305.
6. Lacal I., Ventura R.: Epigenetic Inheritance: Concepts, Mechanisms and Perspectives, Front Mol Neurosci. 2018; 11: 292.
7. Beata M. Gruber: Epigenetyka a etiologia chorób neurodegeneracyjnych, Postepy Hig Med Dosw (online), 2011; 65: 542-551
Źródła elementów graficznych: https://pl.wikipedia.org/wiki/Szablon:Chromatyna
Brak komentarzy