ЕПИГЕНЕТИКА, ХРАНЕНЕ И ОКОЛНАТА СРЕДА И ВЗАИМООТНОШЕНИЕТО СИ СЪС ЗДРАВЕТО И БОЛЕСТТА

хранене

Регулирането на генната експресия е процес, който се осъществява с помощта на различни механизми и върху който действат дразнителите на околната среда и вътрешните органи и който варира в зависимост от обстоятелствата, което увеличава сложността при глобалното му определяне. Все по-често епигенетиката придобива значение при изучаването на ефектите, които някои фактори на околната среда оказват върху гените, но за разлика от по-класическата генна регулация, това явление предполага дългосрочни ефекти, включително известна наследственост. Следователно епигенетиката може да бъде определена като онези промени в генната експресия, които могат да бъдат обратими и наследствени, но не променят ДНК последователността, тоест, както показва името му, те са модификации, които се появяват върху ДНК, вариращи нейната структура или достъп до транскрипционните елементи към споменатия материал. Той е ключов елемент в диференциацията на клетките.

Съществуват различни видове епигенетични белези, които обикновено включват ремоделиране на хроматин, като метилиране на ДНК или модификации на хистон. Тези процеси изискват ензими, отговорни за добавяне или елиминиране на метилови групи, като метилтрансферазна фамилия, или ацетил, като хистоновата деацетилазна фамилия или ацетилтрансферази.

Но има и други елементи, които влияят на генната експресия, без да променят хроматина, като некодираща РНК, най-известните са микроРНК, които се състоят от едноверижни последователности от около 10-20 нуклеотида, допълващи пратеника РНК, влияещи на тази форма в крайната експресия на гена като пост-транскрипционен регулаторен механизъм.

Що се отнася до метилирането на ДНК, то се състои от добавяне на метилови групи към CpG островите, като обикновено изпълнява заглушаваща функция. Нивата на метилиране варират в зависимост от развитието на личността, както и играе много важна роля в процеса на майчинско и бащино отпечатване. От друга страна, по отношение на модификацията на хистоните, най-известните посттранслационни процеси са ацетилиране и метилиране, могат да се появят и други видове промени като фосфорилиране, убиквитинация, образуване на глутатион и др. Това са много важни процеси в хроматиновите опаковки, които пряко влияят върху експресията на гените, тъй като при по-голяма опаковка ще бъде по-малък достъп до елементите, отговарящи за транскрипцията, и следователно ще бъде по-малко експресията.

Всички тези марки са повлияни от различни фактори на околната среда, сред които се открояват, наред с други, хранителните или ендокринните разрушители. Следователно, навиците на начина на живот на човек оказват влияние върху неговия фенотип по малко или много пряк начин, поради съществуването на много други молекулярни механизми, които регулират транскрипцията на генома. Освен това, дори когато са необходими повече изследвания, за да се знае в детайли как се случва, беше установено, че тези модификации в епигенетичните белези в резултат на нашето съществуване и околната среда могат да имат важен трансгенерационен ефект, където например епизоди на глад или сериозно излагане на токсини са оказали влияние върху следващите поколения под формата на увеличаване на заболявания като затлъстяване или рак.

Храненето е един от най-изследваните елементи по отношение на неговия епигенетичен ефект, като е по-подходящ по време на бременност, когато може да повлияе на здравето на плода и бъдещия възрастен. Вижда се, че условията, пред които е изправена майката, ще бъдат решаващи за нейното развитие като здрав възрастен, тъй като чрез хранене тялото може да получи метиловите групи, необходими за генериране на тези епигенетични белези. Лошата диета на майката има пряко въздействие върху бъдещото здраве на плода, увеличавайки риска от страдания от затлъстяване или диабет тип II, наред с други.

Фолатът е един от най-важните донори на метилова група, особено по време на развитието на плода, за да се осигури правилното му развитие, тъй като той се намесва, заедно с витамин В12, в метаболизма на ДНК и, в допълнение, в поддържането на моделите им на метилиране. В стадия за възрастни, освен че отговарят на основните хранителни изисквания, е установено, че адекватните нива на фолат, както и холин, друг донор на метилова група, могат да противодействат на отрицателните ефекти на ендокринните разрушители, толкова чести, колкото бисфенол А (BPA). По същия начин има индикации за положителна корелация между нивата на метиловите групи с експресията на гена за потискане на тумора р16, така че ниският прием на фолиева киселина предполага хипометилиране, което води до повишен риск от развитие на колоректален или панкреатичен рак.

Епигенетичните промени като цяло могат да бъдат обратими, така че промените в околната среда могат да доведат до промяна в тези марки. Приемането на балансирана диета, богата на плодове и зеленчуци, които съдържат антиоксиданти и други компоненти със защитен ефект срещу рак, може да промени риска от развитие на патология и да обърне някои от тези процеси. Хранителните вещества и биоактивните съединения в храната имат ефект върху ремоделирането на хроматин и по този начин имат потенциално значително въздействие върху здравето на индивида. Все пак са необходими още изследвания, за да се знае истинското въздействие и неговите по-специфични ефекти.

Но, от друга страна, ендокринните разрушители стават все по-важни за влияние върху здравословното състояние, като са химикали за околната среда, които могат да повлияят на хормоналните сигнални пътища, имитирайки естествените им ефекти, така че тяхната значимост вече може да бъде усетена. Етапът на плода отново е най-уязвимият момент на човек спрямо въздействието на тези химикали, задействал в зрелия му живот по-висока честота на сърдечно-съдови заболявания, затлъстяване, диабет тип II или рак. Други последици са свързани с неблагоприятни ефекти върху развитието на репродуктивните органи и невронална диференциация и могат да засегнат и следващите поколения, дори когато не са изложени.

В допълнение към бисфенол А, други известни ендокринни разрушители са диетилстилбестрол, използван в продължение на години за предотвратяване на риска от спонтанен аборт, диоксини в околната среда, които оказват ефект, подобен на този на естрогените, или полициклични ароматни въглеводороди, всички от които са свързани с развитието на различни видове рак, като не забравяме тютюна и/или алкохола.

Бъдещето на тази дисциплина е много интересно и трябва да се вземе предвид, когато се предписват хранителни насоки въз основа на навиците и околната среда, която заобикаля темата. Въпреки че провеждането на изследвания за храненето със сигурност е сложно поради множеството фактори, които се намесват и не могат да бъдат контролирани, неговото влияние върху тялото и особено като механизъм за епигенетична регулация е реалност, при която е необходимо да се определят неговите нюанси.

Епигенетичните механизми са, както беше казано в началото, един от елементите на регулиране на експресията на генома, без да е единствен, но това може да бъде от особено значение в зависимост от момента, в който се произвеждат епигенетичните белези, е най-уязвимият и най-важен етап от развитието на плода, дори се забелязват вариации според тримесечието на бременността, в което се случва. По същия начин, и въпреки че всички механизми все още не са напълно разбрани, различните фактори, които влияят върху епигенома, имат голяма връзка с развитието на здравето или заболяването, тъй като някои елементи, като някои видове диети или експозиция на токсини от околната среда, могат да бъдат задействащи канцерогенни процеси, развитие на затлъстяване, инсулинова резистентност и др.

Освен важността на познаването на въздействието на външните фактори върху нашето здраве, изучаването на епигенетичните механизми е от голямо значение, тъй като, както показват някои изследвания, то може да бъде много полезен инструмент при изследването и диагностиката на някои патологии, свързани с промени в епигеном, както и при лечението на различни заболявания, като днес е необходимо да се внимава, когато се правят заключения в това отношение.

И накрая, още веднъж можем да кажем, че здравословният начин на живот, с адекватна диета, богата на плодове и зеленчуци и ограничение на излагането на токсини, има значително влияние, наред с други аспекти, върху епигенома и следователно върху нашето здраве. Следователно, въпреки че субектът не е добре проучен и без да можем да измислим практически приложими „рецепти“, които да въздействат върху нашата генна експресия на ниво епигенетични белези, това е още една причина да се опитаме да водим възможно най-здравословния начин на живот. за да избегнем, до степента на нашите възможности, патологични процеси.

Препратки:

Tiffon C. Въздействието на храненето и епигенетиката на околната среда върху човешкото здраве и болести. Int J Mol Sci. 2018, 19 (11)

Епископ К, Фъргюсън LR. Взаимодействието между епигенетиката, храненето и развитието на рак. Хранителни вещества. 2015: 7, 922-947