Читая между строк ДНК. Второй код нашей жизни, или Книга, которую нужно прочитать всем: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Эпигенетики надеются, что в свете новых открытий в медицине общество принципиально изменит свое представление о болезнях. Растущий, сам себя формирующий организм обладает поразительной способностью реагировать на внешние воздействия, запуская механизмы долгосрочной адаптации. В будущем это должно учитываться в профилактике и лечении болезней. Так считает эпидемиолог Дэвид Баркер. «Ортодоксальная точка зрения, что причина сердечно-сосудистых заболеваний — лишь генетические факторы и образ жизни во взрослом возрасте, не привела к удовлетворительной стратегии борьбы с хроническими заболеваниями, — полагает он. — Модель становления хронических болезней в результате индивидуального биологического развития наконец открывает перед нами новые перспективы».

Представляется, что в эмбриональной и детской фазах у каждого органа существует свой собственный критический период развития. Печень, поджелудочная железа, сердце, бронхи, кости, жировая ткань и мышцы в такие периоды особенно активно перестраивают в клетках хроматин и присоединяют к своему геному большое количество метильных групп.

Именно в эти периоды та или иная система, вероятно, очень восприимчива к внешним воздействиям любого рода. Поэтому недостаточное питание может способствовать развитию различных старческих болезней в зависимости от того, когда оно имело место: например, остеопороза — когда формируются кости, диабета 2-го типа — когда развиваются вырабатывающие инсулин клетки поджелудочной железы, инфаркта миокарда — когда формируется сердце, и предположительно даже заболеваний дыхательных путей — когда развиваются бронхи.

Следовательно, в течение достаточно продолжительного времени родители не должны подвергать своих детей экстремальным нагрузкам. Это создаст гармоничную, здоровую среду для созревающих органов. И с помощью второго кода подарит детям очень крепкое здоровье на все последующие годы. Таким людям нездоровый образ жизни принесет сравнительно небольшой вред. Но другие рано или поздно станут роптать на судьбу и задумываться: почему болеют именно они, а не сосед, который гораздо меньше следит за своим питанием, или кузина, которая никогда не занималась спортом и с которой это должно было бы случиться гораздо раньше?

Почему мы все больше толстеем

«Перинатальному программированию выпала роль третьего основополагающего столпа общей патологии», — считает Андреас Плагеманн, руководитель рабочей группы по экспериментальному акушерству в берлинской клинике Шарите. С 2008 года он работает также в лондонском Королевском колледже, где занимает первую в мире должность профессора перинатального программирования.

Если он прав, то в области профилактики болезней намечаются разительные перемены. «Перинатальная медицина, выходящая за рамки акушерства, могла бы стать фактором, определяющим состояние здоровья человека на всю последующую жизнь», — считает Плагеманн и выражает радость, что эпигенетика обеспечивает наконец солидную теоретическую базу для идей его предшественника в Шарите Гюнтера Дёрнера. Уже в начале 1970-х годов Дёрнер создал концепцию, в соответствии с которой в клетках программируется предрасположенность к болезням в ходе биологического развития.

Есть основания полагать, что причину прогрессирующего «ожирения» европейцев и североамериканцев следует искать в условиях жизни до и после рождения. «Набор избыточного веса начинается сегодня уже в утробе матери, — утверждает Плагеманн. — Давно известно, что толстые младенцы становятся также толстыми взрослыми». То, что у полных матерей чаще всего рождаются толстые младенцы, тоже не новость. Это доказано учеными, например, в опытах на животных, где такая закономерность прослеживается вплоть до четвертого поколения. Сравнительно новое открытие состоит в том, что эти закономерности связаны не столько с генетикой, как можно было бы предположить на первый взгляд, сколько с эпигенетикой.

Сегодня очевидно: в нашем обществе становится все больше людей с эпигенетически неверно настроенным обменом веществ, а через свои привычки в еде до, во время и после беременности они передают его детям. Общество движется по порочному кругу, набирая все больше избыточного веса. Часть вины лежит, конечно, и на отцах. Своим питанием и отношением к физической активности они в значительной степени определяют поведение остальных членов семьи.

Если говорить об эпигенетической предрасположенности к ожирению, то, как свидетельствует огромное количество новейших данных, определяющий фактор здесь — быстрая, чрезмерная прибавка в весе перед рождением и в первые годы жизни. Дети, появляющиеся на свет толстыми, получили этот импульс уже в утробе матери. Напротив, многие, родившиеся, например, во время голодной зимы в Нидерландах и в послевоенной Германии, наверстывали упущенное, как только это позволила продовольственная ситуация.

Плагеманн разъясняет, что риск развития ожирения возникает как при недостаточном, так и при избыточном весе новорожденного. Основания для беспокойства существуют, потому что в настоящее время благодаря успехам в области акушерства и лечения детей грудного возраста рождается все больше малышей с недостаточным весом, но прежде всего из-за того, что растет доля новорожденных с избыточной массой тела. Конечно, «вес новорожденного как таковой — еще не фактор риска». Решающее значение имеют «тесно связанные с ним метаболические и гормональные условия развития».

Иначе говоря: если накануне рождения ребенка родители питаются неправильно и недостаточно двигаются или, движимые неправильно понятой заботой, усиленно «откармливают» отпрыска после рождения, они посылают его эпигеномам неверные сигналы. Совершенно независимо от того, потолстеет ли ребенок в результате их стараний, восприимчивость малыша к болезням повысится.

Биологическая судьба предназначила такому человеку обзавестись однажды объемистым животом, с высокой степенью вероятности заболеть диабетом 2-го типа и в более или менее преклонном возрасте умереть от инфаркта или инсульта. «Мы можем только посоветовать всем беременным придерживаться сбалансированного, богатого витаминами питания, как можно реже употреблять такую калорийную пищу, как картофельные чипсы, сладости или фаст-фуд», — предупреждает Кристиан Альбринг, президент Германского объединения врачей-гинекологов.

Конечно, значение имеет не только качество пищи, но и количество. Германское общество питания рекомендует руководствоваться следующим принципом: во время беременности женщины с нормальным весом должны ежедневно потреблять на 200–300 килокалорий больше, чем обычно. Женщинам с избыточным весом рекомендуется похудеть еще до наступления беременности. В зависимости от массы тела женщины к началу беременности рекомендованы различные нормы прибавки веса в последующие девять месяцев: «12,5–18 кг для женщин с весом ниже нормы, 11,5–16 кг для женщин с нормальным весом, 7–11,5 кг для женщин с избыточным весом и не менее 6 кг для женщин, страдающих ожирением».

Однако многие кампании по укреплению здоровья, руководствующиеся благими целями, — например, «Скажи жиру нет!» [9] — ни к чему не приводят, а почти любое успешное снижение веса по медицинским показаниям заканчивается небезызвестным «эффектом йо-йо» [10]. Причина — в неправильной настройке всего организма.

Из ста диабетиков с избыточной массой тела только двоим удается в течение нескольких лет удержаться на достигнутом при снижении уровне веса. Теперь наконец приходит понимание: большинство тучных людей не в состоянии лишь одним усилием воли раз и навсегда перестроить свой режим питания. Их организм следует неверной программе, которую упитанным индивидам тем труднее изменить, чем раньше в их жизни состоялось это перепрограммирование.

Подобные кампании в области здравоохранения, подразумевающие, что люди с избыточным весом находятся в ненадлежащей форме, ставят на них печать и дискриминируют толстяков, подрывая тем самым уверенность в себе и в конце концов провоцируя еще больше набирать вес. Во всяком случае, социологу Фридриху Шорбу из Бременского университета ситуация видится именно так. «Лозунг оздоровительных программ должен в будущем звучать как „Активный и массивный“ или „Мощный и не тощий“, — считает он. — Поскольку физическая нагрузка, здоровое питание и избыточный вес ни в коем случае не должны исключать друг друга».

Спорт становится идеальным средством профилактики именно для людей с лишними килограммами, даже если они из-за своих эпигеномов поначалу совсем не худеют или худеют лишь немного. Тучные, но тренированные люди, которые ежедневно по полчаса занимаются каким-нибудь аэробным видом спорта, значительно меньше рискуют умереть от инфаркта миокарда или инсульта, чем нетренированные худые. Это выяснил специалист по спортивной медицине Майкл Ла-Монте из Института Купера (Даллас, США). А в очень долгосрочной перспективе существует вероятность, что при подобном образе жизни они все-таки модифицируют несколько хвостов гистонов и метильных групп на ДНК своих клеток, участвующих в метаболизме. Таким образом они шаг за шагом продвигаются по долгому, но сравнительно благоприятному пути решения проблемы.

Итак, родители должны насторожиться, если их поначалу худые дети в первые пять или шесть лет жизни вдруг становятся пухленькими. Сразу следует принять меры: как можно чаще заменять водой лимонад, подслащенные детские чаи или калорийные фруктовые соки и ограничить разумными пределами употребление сладостей, переслащенных десертов, фаст-фуда и жирных снэков. Кроме того, следует записать ребенка в спортивную секцию, побольше гулять с ним, резвиться и кататься на велосипеде.

Родителям также необходимо помнить о важности здорового сна. Даже детям в возрасте от пяти до десяти лет требуется 10–12 часов ночного отдыха. В противном случае возрастает риск избыточного веса. Мамы и папы должны обращать внимание на такие нарушения сна, как апноэ. Для апноэ характерен храп каждую ночь — а не только во время простуды — и с задержкой дыхания, что значительно снижает качество сна. Вероятно, тут поможет удаление миндалин, что несколько десятилетий спустя, возможно, предотвратит инфаркт миокарда или инсульт.

Андреас Плагеманн рекомендует еще более раннюю и эффективную профилактику: «Матери должны кормить своих детей грудью, если это возможно». Его группа в результате обследования 100 тысяч человек выявила, что «кормление новорожденных грудным молоком вместо сравнимых по калорийности готовых смесей на 30 % снижает риск ожирения в пожилом возрасте». Таким большим и прочным успехом не может похвастаться ни одна мера профилактики — даже специальные диеты.

Необходимо также ввести для всех беременных обязательный анализ на выявление повышенного уровня сахара в крови. «Только в результате адекватного лечения диабета беременных можно вполовину уменьшить количество младенцев с избыточным весом, а также улучшить состояние их здоровья в последующей жизни», — считает исследователь. В настоящее время в Германии диабет беременных ежегодно диагностируется только у 17,5 тысяч женщин, хотя в действительности он каждый год проявляется примерно у 70 тысяч беременных. Кстати, эффективное лечение сахарного диабета, в данном случае непосредственно вызванного беременностью, снижает не только риск ожирения детей, но и опасность дефектов развития и выкидышей на поздних сроках.

Какая пища полезна

Представляется, что питание в утробе матери перепрограммирует не только обмен веществ. Оно оказывает эпигенетическое влияние на степень риска развития рака. И, наряду с другими факторами, определяет, сможет ли организм самостоятельно противостоять развитию раковых заболеваний.

Новейшая из многочисленных работ, доказывающих это, вышла в декабре 2008 года. Весела Ковачева и ее коллеги из Бостонского университета (США) скармливали беременным крысам разное количество холина. Это вещество содержит очень много метильных групп и поэтому поддерживает ферменты, участвующие в метилировании ДНК. Затем ученые с помощью определенного токсина вызывали у детенышей рак груди. Возбудитель рака был таким сильным, что независимо от режима питания матери заболели 70 % детенышей.

Тем не менее у зверьков, родившихся от матерей с усиленной холиновой диетой, было больше шансов, чем у других. Опухоль у них росла медленнее и была менее агрессивной, так что время их жизни значительно увеличилось. В результате сравнения групп оказалось, что различную активность демонстрировали около 70 генов.

Хуже всего для детенышей с дефицитом холина оказалось следующее: недостаточный запас в материнской крови поставщика метильных групп, который, очевидно, так необходим второму коду, перенастроил их геном на усиление злокачественности. У них была выключена та группа генов, активность которой типична для сравнительно безобидных опухолей. Напротив, другая группа, которая обычно включается при наличии агрессивных раковых клеток, очень активно транслировалась в белки. Между прочим, степень активности обеих групп генов служит для врачей-онкологов фактором, помогающим сделать прогноз о степени агрессивности злокачественной опухоли у человека.

Онколог Рэнди Джертл, проводивший опыты на агути, делает далеко идущие выводы из всех экспериментов и наблюдений последнего времени. «Большинство болезней не возникает внезапно в зрелом возрасте, — полагает он. — Их основа формируется часто уже на ранних стадиях развития непосредственно после зачатия». Никакая другая биологическая структура, кроме эпигенетической системы, не может послужить исчерпывающим объяснением того обстоятельства, что видимые и ощутимые последствия направления, заданного на эмбриональном этапе развития, проявляются лишь спустя почти шесть десятилетий. Как утверждает Рэнди Джертл, метильные группы на ДНК, прочные модификации хроматина и устойчивые изменения в регуляции отдельных микро-РНК — «это микросхемы памяти».

Американский ученый уверен, что влияние эпигенома на наше здоровье гораздо серьезнее, чем предполагалось до сих пор. «Когда-нибудь выяснится, что генетические мутации — лишь вершина айсберга, — говорит он. — Основа большинства болезней — эпигенетика. Так как болезнь вызывается скорее неправильной регуляцией генов, чем их дефектами».

Следовательно, если мы хотим сделать что-то для собственного здоровья и долговременного благополучия своих детей, нам следует позаботиться, чтобы эпигенетическая система по возможности постоянно хорошо работала и получала правильные сигналы. В итоге это означает: мы должны обеспечить себя и детей здоровым питанием, заниматься спортом и создавать благоприятную жизненную среду, дающую чувство защищенности.

[9] «Скажи жиру нет!» (Fit statt Fett) — программа, запущенная в 2007 году двумя германскими министерствами — Министерством продовольствия, сельского хозяйства и защиты прав потребителей и Министерством здравоохранения. (Прим. ред.).

[10] «Эффект йо-йо» — быстрое увеличение веса после кратковременной «голодной» диеты, позволившей значительно похудеть. (Прим. ред.).