Príroda vs. výživa: Čo podporuje obezitu, cukrovku?
Naše prostredie a životný štýl môžu ovplyvniť funkciu našich génov bez toho, aby sa zmenil genetický kód. V prehľadnom článku je zhrnutý výskum za posledné desaťročie, ktorý ukazuje, ako to prispieva k obezite a cukrovke 2. typu.
Príroda versus výchova je fráza, ktorú mnohí z nás poznajú. Naše gény sú zodpovedné za mnoho našich znakov, ale určite musí hrať úlohu aj výchova alebo vplyv prostredia.
Pokiaľ ide o obezitu a cukrovku 2. typu, je ľahké sledovať priamy myšlienkový smer.
Ak každý deň dôsledne konzumujeme viac kalórií, ako spálime, priberieme na váhe, čo nás predurčuje k vzniku cukrovky druhého typu.
Naše tukové bunky a pankreas sa obnovia, akonáhle zmeníme životný štýl a schudneme. Táto jednoduchá rovnica nám však ponecháva veľa nezodpovedaných otázok.
Prečo niektorí ľudia chudnú rýchlejšie ako iní, aj keď dodržiavajú rovnakú stravu alebo pohybový režim? Prečo u niektorých ľudí vzniká cukrovka typu 2, zatiaľ čo u iných nie, aj keď je ich genetické riziko podobné?
Na niektoré z týchto otázok môže odpovedať epigenetika. Relatívne mladá vetva genetiky, epigenetika, je štúdium zmien v génovej funkcii bez akýchkoľvek zmien v genetickom kóde alebo samotnom genóme.
Môže epigenetika vysvetliť stúpajúci výskyt obezity a cukrovky 2. typu?
Epigenómy sú individuálne a dynamické
Epigenetické modifikácie sú jedným zo spôsobov, ako ovplyvniť fungovanie génu.
Metylácia DNA je jedným typom epigenetickej modifikácie. Vyskytuje sa, keď sa malé chemické značky nazývané metylové skupiny pripájajú k cytozínovým bázam v kóde DNA. Táto metylácia vypína gén.
Zdedíme niektoré epigenetické markery po rodičoch, ale mnohé sa vyskytujú spontánne a menia sa počas nášho života, pričom každého z nás tvoria jedinečný epigenóm.
V článku v časopise Bunkový metabolizmusVedci z univerzity v Lunde vo Švédsku nedávno preskúmali štúdie s ľudskými účastníkmi, ktoré skúmali, ako metylácia DNA prispieva k obezite a cukrovke 2. typu.
Charlotte Ling, profesorka na Lund University Diabetes Center, v tlačovej správe vysvetľuje, že „epigenetika je stále relatívne nová oblasť výskumu; teraz však vieme, že epigenetické mechanizmy hrajú dôležitú úlohu pri vývoji choroby. “
V článku Ling vysvetľuje, že vedci našli v celom genóme množstvo epigenetických modifikácií, ktoré by do istej miery dokázali predpovedať index telesnej hmotnosti človeka.
Pri porovnaní miest metylácie DNA na pankreatických ostrovčekoch - štruktúrach, ktoré produkujú inzulín - od ľudí s cukrovkou 2. typu a osôb bez tohto ochorenia, bola v jednej štúdii identifikovaných takmer 26 000 oblastí, ktoré sa medzi týmito dvoma skupinami odlišovali.
Lind však odporúča opatrnosť, pretože v tejto chvíli nie je jasné, či sú tieto zmeny príčinou alebo účinkom cukrovky 2. typu.
Diéta, cvičenie a starnutie
Existuje veľa dôkazov spájajúcich obezitu a cukrovku so západnými diétami, ktoré obsahujú vysoké hladiny tukov a cukrov.
Epigenetické štúdie nám môžu povedať, prečo.
„5-dňové nadmerné stravovanie s vysokým obsahom tukov, napodobňujúce stravu pozorovanú u mnohých obéznych ľudí, zmenilo génovú expresiu aj metylačné vzorce v ľudskom kostrovom svale a tukovom tkanive,“ vysvetľuje Ling.
"Dôležité je, že sa javilo jednoduchšie vyvolať zmeny metylácie nadmerným kŕmením, ako ich zvrátiť pomocou kontrolnej diéty," pokračuje.
Cvičenie ovplyvňuje aj epigenóm. Jednorazové sedenie aj dlhodobé cvičenie zmenili metyláciu DNA v kostrovom svale a tuku, ale ciele génov boli odlišné.
„Epigenetika môže vysvetliť, prečo rôzni ľudia reagujú na cvičenie odlišne,“ komentuje Tina Rönn, autorka štúdie a postdoktorandská výskumníčka spolupracujúca s Lingom.
S pribúdajúcim vekom sa náš epigenóm neustále mení a ukazuje prstom na starnutie ako na hybný faktor epigenetických zmien. Výskum spája obezitu s epigenetickým posunom, ako človek starne, ale ako a prečo sa to deje, je v súčasnosti nejasné.
Čo sa stane s ďalšou generáciou?
Štúdie na hlodavcoch ukazujú, že jedna generácia môže prejsť ďalšou generáciou niektoré epigenetické markery spojené s obezitou a cukrovkou 2. typu. U ľudí je tento typ výskumu v začiatkoch, objavujú sa však zaujímavé výsledky.
V jednej štúdii mali deti matiek, ktoré mali počas tehotenstva cukrovku 2. typu, vyššie riziko vzniku obezity a cukrovky 2. typu v neskoršom veku ako deti matiek bez cukrovky.
Niekoľko štúdií ukazuje, že keď matky zažijú počas tehotenstva hladomor, ich deti sú vystavené zvýšenému riziku obezity a intolerancie glukózy, pravdepodobne kvôli zmenám v metylácii leptínového génu.
Nielen matky však zanechávajú svoju stopu v epigenóme budúcej generácie. Spermia od obéznych mužov má jedinečné vzorce metylácie DNA, ktoré sa menia po bariatrickej operácii.
Čo to znamená pre naše zdravie?
Ling a Rönn navrhujú použiť metyláciu DNA na známych rizikových miestach v genóme ako biomarkery, aby pomohli identifikovať tých jedincov, u ktorých je vyššie riziko vzniku obezity a cukrovky 2. typu.
Pomocou lepších biomarkerov je možné ukázať miesta metylácie DNA, ktoré sú významnými rizikovými faktormi, a potom pomocou farmakologických látok zmeniť metylačný vzorec.
Takéto epigenetické lieky v skutočnosti už existujú a vedci ich testovali za iných podmienok, ako sú napríklad určité druhy leukémie.
Nedávna štúdia ukázala, že liečba typom epigenetického lieku, inhibítorom histón-deacetylázy nazývaným MC1568, zlepšila sekréciu inzulínu na pankreatických ostrovčekoch, ktoré darovali ľudia s diabetom 2. typu.
"Prechodná a reverzibilná povaha epigenetických modifikácií poskytuje otvorené pole pre objavovanie cieľov pre budúcu predikciu a terapeutické koncepty v oblasti obezity a [cukrovky typu 2]."
Charlotte Ling a Tina Rönn
Je dôležité mať na pamäti, že metylácia DNA je iba jedným typom epigenetickej modifikácie. S tým, ako sa výskumná oblasť pomaly vynára z počiatkov, budú na obzore určite niekoľko zaujímavých objavov.
Uvidí sa, či urovnajú debatu raz a navždy o prírode versus výchove k obezite a cukrovke 2. typu.
