Daba pret kopšanu: kas veicina aptaukošanos, diabētu?
Mūsu vide un dzīvesveids var ietekmēt mūsu gēnu darbību, nemainot ģenētisko kodu. Pārskata rakstā apkopoti pēdējās desmitgades pētījumi, parādot, kā tas veicina aptaukošanos un 2. tipa cukura diabētu.
Daba pret kopšanu ir frāze, kuru daudzi no mums pazīst. Mūsu gēni ir atbildīgi par daudzām mūsu iezīmēm, taču sava loma ir tieši kopšanai vai vides ietekmei.
Runājot par aptaukošanos un 2. tipa cukura diabētu, ir viegli sekot tiešam domu gājienam.
Ja mēs pastāvīgi patērējam vairāk kaloriju nekā katru dienu sadedzinām, mēs pieņemamies svarā, un tas mūs predisponē 2. tipa diabēta attīstībai.
Mūsu tauku šūnas un aizkuņģa dziedzeris atjaunojas, kad mainām dzīvesveidu un zaudējam svaru. Tomēr šis vienkāršais vienādojums mums liek uzdot daudz neatbildētu jautājumu.
Kāpēc daži cilvēki zaudē svaru ātrāk nekā citi, pat ja viņi ievēro to pašu diētu vai vingrojumu režīmu? Kāpēc dažiem cilvēkiem attīstās 2. tipa diabēts, bet citiem tas nav, pat ja viņu ģenētiskais risks ir līdzīgs?
Epigenetics var saturēt atbildes uz dažiem no šiem jautājumiem. Salīdzinoši jauna ģenētikas nozare, epigenetika, ir gēnu funkcijas izmaiņu izpēte bez izmaiņām pašā ģenētiskajā kodā vai genomā.
Vai epigenetika var izskaidrot pieaugošo aptaukošanās un 2. tipa cukura diabēta līmeni?
Epigenomi ir individuāli un dinamiski
Epigenētiskās modifikācijas ir viens no veidiem, kā ietekmēt gēna darbību.
DNS metilēšana ir viens no epigenētisko modifikāciju veidiem. Tas notiek, kad nelielas ķīmiskās etiķetes, ko sauc par metilgrupām, DNS kodā pievienojas citozīna bāzēm. Šī metilēšana izslēdz gēnu.
Dažus epigenētiskos marķierus mēs mantojam no vecākiem, taču daudzi no tiem notiek spontāni un mainās mūsu dzīves laikā, modinot katru no mums ar unikālu epigenomu.
Rakstā žurnālā Šūnu vielmaiņapētnieki no Lundas universitātes Zviedrijā nesen pārskatīja pētījumus ar cilvēkiem, kas pētīja, kā DNS metilēšana veicina aptaukošanos un 2. tipa cukura diabētu.
Šarlote Linga, Lundas Universitātes Diabēta centra profesore, paziņojumā presei skaidro, ka “epigenetika joprojām ir salīdzinoši jauna pētījumu joma; tomēr tagad mēs zinām, ka epigenētiskajiem mehānismiem ir svarīga loma slimību attīstībā. ”
Darbā Lings paskaidro, ka pētnieki visā genomā ir atraduši vairākas epigenētiskas modifikācijas, kas zināmā mērā varētu paredzēt cilvēka ķermeņa masas indeksu.
Salīdzinot DNS metilēšanas vietas aizkuņģa dziedzera saliņās - struktūras, kas ražo insulīnu - no cilvēkiem ar 2. tipa cukura diabētu un tiem, kuriem nav slimības, vienā pētījumā tika identificēti gandrīz 26 000 reģioni, kas abās grupās bija atšķirīgi.
Linds tomēr iesaka būt piesardzīgs, jo šobrīd nav skaidrs, vai šīs izmaiņas ir 2. tipa diabēta cēlonis vai sekas.
Diēta, vingrinājumi un novecošana
Ir daudz pierādījumu, kas aptaukošanos un diabētu saista ar rietumu diētām, kas satur augstu tauku un cukura līmeni.
Epigenētiskie pētījumi var mums pateikt, kāpēc.
"Piecu dienu diētas ar augstu tauku saturu pārmērīga barošana, imitējot daudzu aptaukošanās cilvēku uzturu, mainīja gan gēnu ekspresiju, gan metilēšanas paradumus cilvēka skeleta muskuļos un taukaudos," skaidro Lings.
"Svarīgi ir tas, ka šķita vieglāk izraisīt metilēšanas izmaiņas ar pārmērīgu barošanu, nekā mainīt tos ar kontroles diētu," viņa turpina.
Vingrinājumi ietekmē arī epigenomu. Gan vienas sesijas, gan ilgtermiņa vingrinājumi mainīja DNS metilāciju skeleta muskuļos un taukos, taču gēnu mērķi bija atšķirīgi.
"Epigenetika var izskaidrot, kāpēc dažādi cilvēki atšķirīgi reaģē uz vingrinājumiem," komentē Tina Rönn, pētījuma autore un pēcdoktorante, kas strādā ar Ling.
Kad mēs novecojam, mūsu epigenoms turpina mainīties, norādot uz pirkstu uz novecošanos kā epigenetisko izmaiņu virzītājfaktoru. Pētījumi sasaista aptaukošanos ar epigenētisko dreifu, kad cilvēks noveco, bet pašlaik nav skaidrs, kā un kāpēc tas notiek.
Kas notiek ar nākamo paaudzi?
Pētījumi ar grauzējiem rāda, ka viena paaudze var nodot nākamajai paaudzei dažus epigenētiskos marķierus, kas saistīti ar aptaukošanos un 2. tipa cukura diabētu. Cilvēkiem šāda veida pētījumi ir sākumstadijā, taču parādās daži interesanti rezultāti.
Vienā pētījumā to māšu bērniem, kurām grūtniecības laikā bija 2. tipa cukura diabēts, vēlāk bija lielāks risks saslimt ar aptaukošanos un 2. tipa diabētu nekā mātes bez diabēta bērniem.
Vairāki pētījumi liecina, ka tad, kad mātes grūtniecības laikā piedzīvo badu, viņu bērniem ir paaugstināts aptaukošanās un glikozes nepanesības risks, iespējams, leptīna gēna metilēšanas izmaiņu dēļ.
Tomēr savas pēdas nākamās paaudzes epigenomā atstāj ne tikai mātes. Aptaukošanās vīriešu spermai ir unikāli DNS metilēšanas modeļi, kas mainās pēc bariatriskās operācijas.
Ko tas nozīmē mūsu veselībai?
Lings un Rēns iesaka izmantot DNS metilēšanu zināmās riska vietās genomā kā biomarķierus, lai palīdzētu identificēt personas, kurām ir lielāks aptaukošanās un 2. tipa cukura diabēta risks.
Ar labāku biomarķieru palīdzību var būt iespējams parādīt DNS metilēšanas vietas, kas ir nozīmīgi riska faktori, un pēc tam izmantot farmakoloģiskos līdzekļus, lai mainītu metilēšanas modeli.
Šādas epigenētiskas zāles faktiski jau pastāv, un zinātnieki tās ir pārbaudījušas citos apstākļos, piemēram, noteiktos leikēmijas veidos.
Nesenais pētījums parādīja, ka ārstēšana ar epigenetisko zāļu veidu, histona deacetilāzes inhibitoru, ko sauc par MC1568, uzlaboja insulīna sekrēciju aizkuņģa dziedzera saliņās, kuras ziedoja cilvēki ar 2. tipa cukura diabētu.
"Epigenētisko modifikāciju pārejošais un atgriezeniskais raksturs nodrošina atvērtu lauku mērķu noteikšanai nākotnes prognozēšanai un terapeitiskām koncepcijām aptaukošanās un [2. tipa diabēta] gadījumā."
Šarlote Linga un Tīna Rēna
Ir svarīgi atcerēties, ka DNS metilēšana ir tikai viens no epigenētisko modifikāciju veidiem. Tā kā pētījumu lauks lēnām attīstās jau no sākuma, pie horizonta noteikti būs daži interesanti atklājumi.
Atliek gaidīt, vai viņi vienreiz un galīgi noregulēs debates par dabu, salīdzinot ar kopšanu aptaukošanās un 2. tipa cukura diabēta gadījumā.
