"Неудачные гены" и здоровье

Могут ли наши привычки могут противостоять несчастливым генам?

Мы не можем изменить наши гены, но то, как мы взаимодействуем с окружающей средой (т.е. диета, физические упражнения), может повлиять на активность генов.

"Сначала мы формируем наши привычки, а затем наши привычки формируют нас" Джон Драйден (английский поэт, драматург, критик, баснописец)

Такие сервисы, как 23andMe, предоставляют нам личные генетические "родословные". Чему мы можем научиться благодаря этим сервисам? Можем ли мы что-нибудь сделать, если у нас "плохая" генетика?

Генотип и фенотип

Во-первых, давайте сначала вспомним школный курс биологии. Наши ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — это "генетические шаблоны" тела или генотип. Когда организму требуется любая новая клетка, эти генетические шаблоны считываются и реализовываются в виде набора белков, необходимых для создания новой клетки. Просто и эффективно.

Короче говоря, генотип содержит информацию обо всех возможных белках, которые вы можете построить (эти белки играют важную роль в жизненных процессах). Фенотип – это все заметные характеристики или наблюдаемая активность определенных генов. Мы же все разные – рост, цвет глаз, цвет волос и т. д.

Хорошие новости

Авторы исследования 2010 года: "Хотя некоторые генотипы могут быть связаны с определенными фенотипами, общий физиологический смысл всегда многофакторный, и результат взаимодействия между геномом, эпигеномом (эпигенетика изучает наследуемые изменения активности генов во время роста и деления клеток) и окружающей средой широко варьируется в зависимости от человека".

Вывод заключается в том, что, хотя вам, возможно, и не досталась идеальная генетика, но благодаря эпигенетике всегда есть то, что можно улучшить, начиная от вашего окружения и заканчивая образом жизни.

Если вы хотите узнать побольше об интересной теме генетики и спортивных результатов, почитайте книгу "Спортивный ген" Дэвида Эпштейна. Или можете посмотреть его выступление на TED

Эпигенетика

На нашу эпигенетику влияют многие факторы (факторы, которые вызывают активность или отсутствие активности нашей ДНК), такие как диета, чистота/загрязнение воздуха и физическая активность. Эпигенетика может оказаться весьма запутанной концепцией, поэтому еще немного углубимся в нее.

На фотографии ниже представлена хромосома (слева вверху, большой фиолетовый X), которая "разматывается", обнажая нити ДНК (слева внизу, классическая структура двойной спирали).

В правом нижнем углу розовая область фиолетовой нити представляет собой ген, "кодирующий белок" (во всем нашем геноме насчитывается около 20 тысяч генов, кодирующих белки).

Чтобы активировать определенный ген, он должен быть доступен. Различные химические вещества (метильные группы, ацетильные группы) закручивают или раскручивают разные части нашего генома. Метильные группы также могут полностью блокировать построение белка. Кроме того, к хвостам белков гистонов можно добавить эпигенетические факторы, чтобы повлиять на активность генов. Эти изменения приводят к тому, что некоторые гены становятся "скрытыми".

Как на рисунке выше, эти химические изменения могут быть разницей между тем, что ген (розовый) доступен (и активен) или не доступен (и неактивен).

Следующий вопрос: что контролирует нашу эпигенетику? И что именно это означает для работы нашего тела?

Было доказано, что употребление продуктов с высоким содержанием жиров у людей с ожирением увеличивает метилирование (или сокрытие) гена лептина. Это означало меньшую активность гена лептина, что не очень хорошо, поскольку лептин важен для подавления чувства голода.

Курение, например, отрицательно влияет на эпигенетику (впрочем, это никого не удивит). Недавние наблюдения показывают, что курение не только вредит текущему здоровью и эпигенетике матери, но также может негативно повлиять на генетику потомства.

Однояйцевые близнецы

При одинаковой диете и физических упражнениях у однояйцевых близнецов наблюдаются одинаковые изменения в жировых отложениях, даже там, где эта потеря жира произошла в первую очередь. Однако, если вы посмотрите на фотографию пары однояйцевых близнецов, представленную ниже , то влияние различного образа жизни на здоровье становится очевидным.

Важно то, как мы взаимодействуем с окружающей средой. Мы можем видеть, как наши мышцы растут после силовых тренировок, но многое происходит "под поверхностью", и эти изменения мы не можем видеть.

Здоровье мозга и уровень сахара в крови

В эксперименте на крысах, упражнения улучшают формирование памяти и способность справляться со стрессом. В обзоре 2017 года были рассмотрены данные нескольких исследований на животных. Авторы предположили, что упражнения изменили эпигенетику и увеличили активность нейротрофического фактора головного мозга (BDNF). BDNF способствует психическому здоровью и помогает защитить от неврологических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера. Еще один плюс тренировок.

Что касается людей, то исследование на однояйцевых близнецах показало, что более высокий уровень физической активности связан с лучшим контролем уровня сахара в крови и изменениями в структуре мозга. Это говорит о том, что, даже если гены идентичны, сохранение активности может защитить от развития диабета 2 типа в будущем. Помните, цель — прогресс, а не совершенство.

Говорящие теломеры

Теломеры — это защитные "колпачки" на концах генов (розовые участки на фото ниже). Длина теломер в некоторых (большинстве?) клетках связана с возрастом и со временем сокращается.

Теломеры – это такой билеты в парк развлечений. Каждый раз, когда вы заходите на один из аттракционов, билетов пробивается. После того, как каждый билет пробит определенное количество раз, он становится непригодным для использования.

У теломер и генов есть определенное количество времени, в течение которого они могут быть использованы для восстановления клетки или создания новой клетки. Когда клетка не может размножаться, наступает период угасания или смерти клетки.

Предотвращают ли физические упражнения укорочение теломер?

Недавний обзор показывает, что физические упражнения положительно влияют на длину теломер. Это включает в себя, помимо прочего, снижение выраженности химического (окислительного) стресса, плохо влияющего на теломеры.

Короткий вывод

Гены имеют значение, но наши привычки по-прежнему могут оказывать большое влияние на здоровье.