Текст книги "Читая между строк ДНК. Второй код нашей жизни, или Книга, которую нужно прочитать всем"
Автор книги: Петер Шпорк
сообщить о нарушении
Текущая страница: 11 (всего у книги 18 страниц)
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.
Эти рекомендации можно повторять беспрерывно, считает Рэнди Джертл. К сожалению, пока невозможно сформулировать более конкретные предложения по специальной эпигенетической профилактике. В этом направлении ведется работа, но необходимо еще несколько лет интенсивных исследований. «Прежде всего нужно доказать, что в человеческом организме происходят процессы, аналогичные тем, что мы наблюдаем у мышей и крыс», – поясняет ученый.
Взаимосвязь между сбалансированным, богатым витаминами питанием и реакциями эпигенетической системы доказана наукой наиболее убедительно. Опыты Рэнди Джертла на агути показали, например, насколько важно содержание в пище таких поставщиков метиловых групп, как метионин, бетаин и холин. Мы должны также постоянно получать с пищей витамин В 12, фолиевую кислоту и цинк. Они транспортируют метильные группы по организму или помогают устанавливать биохимические задвижки на ДНК.
Питание и многие другие внешние факторы, по словам Рэнди Джертла, «оказывают наиболее эффективное воздействие на эпигеном в самом раннем возрасте, но этот процесс продолжается и в последующей жизни».
Совершенно очевидно, что дефицит веществ, которые необходимы второму коду в эмбриональной фазе развития, с более или менее серьезными последствиями препятствует нормальной коммуникации клеток с окружающей средой в любой период жизни. О том же свидетельствуют результаты анализа эпигеномов однояйцевых близнецов разного возраста.
Однако не стоит впадать в панику только потому, что вы недавно побывали в ресторане быстрого питания, даже если вы родители, планирующие или ожидающие рождение ребенка. Лишенная витаминов и богатая жирами пища просто не должна быть повседневной. Если вы, как правило, употребляете нормальную здоровую пищу, в ваш организм попадает достаточно эпигенетически важных веществ. Еда должна быть свежей и разнообразной, а также содержать много фруктов и овощей. Это лучше, чем любые витаминные препараты, а кроме того, в таком случае препараты уже не нужны.
Холин, например, содержится в яйцах, соевых бобах, арахисе и салате. Аминокислота метионин есть в брокколи, тофу, чесноке, шпинате, яйцах, цельнозерновом хлебе, бразильских орехах, рисе и зеленом горошке, а также в рыбе, говядине или курятине. Фолиевой кислотой богаты зародыши пшеничного зерна, свекла, зеленые листовые овощи, брокколи, цельнозерновой хлеб, помидоры, морковь, спаржа, горошек, зеленая фасоль, яичный желток и овощи. Достаточное количество витамина В 12мы получаем, когда едим рыбу, мясо или любые молочные продукты. А вот в овощах и фруктах его почти нет.
Итак, существует множество продуктов, которые поддерживают нормальную работу эпигенома. Только строгие вегетарианцы, которые не едят ни мяса, ни продуктов животного происхождения, могут испытывать дефицит витамина В 12и в случае подозрения на таковой должны обратиться к своему врачу с просьбой провести анализ крови. Если содержание этого витамина у них в крови ниже нормы, им придется восполнять его с помощью таблеток. А беременные женщины ввиду описанных обстоятельств должны принимать препараты фолиевой кислоты.
Эпигенетическая диета: соя, куркума, зеленый чайАбсолютными фаворитами эпигенетического меню считаются сегодня зеленый чай, куркума и все соевые продукты. Доказано, что они воздействуют на систему ферментов эпигенома и вследствие этого, по крайней мере теоретически, обладают потенциалом модифицировать второй код в наших клетках.
Например, о зеленом чае давно известно, что у экспериментальных животных он может замедлить рост некоторых видов рака, прежде всего рака желудка и пищевода. Считается, что одна из причин – наличие в его составе вещества под названием «галлат эпигаллокатехина» (EGCG). Например, Минчжу Фан вместе с коллегами из Рутгерского университета в Нью-Джерси (США) обнаружили, что это вещество блокирует ДНК-метилтрансферазы в раковых клетках, то есть тот самый фермент, который прикрепляет метильные группы к ДНК.
Возможно, зеленый чай активизирует так называемые гены-супрессоры опухоли, или антионкогены. Это могло бы помочь в профилактике онкологических заболеваний, поскольку продукты антионкогенов защищают здоровые клетки от перерождения, а в злокачественных клетках антионкогены обычно отключены в результате ДНК-метилирования.
Однако те раковые больные, которые уже проходят лечение, должны проявлять осторожность. Ученые из группы под руководством Анкус Голден из Лос-Анджелеса опубликовали в январе 2009 года работу, свидетельствующую, что вещества, входящие в состав зеленого чая, могут нейтрализовать действие противоопухолевого средства бортезомиб и родственных ему препаратов. Они применяются в лечении множественной миеломы. Однако на другие медикаменты этот эффект не распространяется. Поэтому онкологи рекомендуют пациентам обязательно согласовывать самолечение зеленым чаем со своими врачами. Общий принцип таков: природные соединения, которые оказывают на организм терапевтическое воздействие, аналогичное медикаментозному, обладают, естественно, аналогичным потенциалом побочных действий. Именно тяжелобольные никогда не должны принимать такие препараты, не поставив в известность врача.
Считается, что куркума тоже изменяет эпигеном. Эта ярко-желтая приправа производится из высушенного корня одноименного индийского растения, и именно она придает карри столь характерный цвет. Куркумин, основной компонент приправы, воздействует на белки, называемые гистонами, которые в зависимости от того, какие химические группы сидят у них на хвосте, подобно кабельным катушкам более или менее туго наматывают на себя нить ДНК. За последние годы это наблюдение было сделано одновременно несколькими исследовательскими группами.
В Азии издавна считалось, что куркума оказывает особое воздействие на человеческий организм. В индийской системе врачевания Аюрведе она используется уже четыре тысячи лет и считается противовоспалительным и тонизирующим средством. Это, конечно, не может заменить доказательные исследования, которых требует современная, базирующаяся на статистике медицина. Поэтому сегодня фармакологи всего мира изучают биохимические сигналы, которые куркумин посылает организму. Они надеются таким образом найти новые отправные точки для создания многообещающего противоракового средства.
И действительно, уже получены первые свидетельства, что куркумин, по крайней мере в пробирке, активизирует ферменты, которые дают команду гистонам открыть для считывания защищающие от рака гены на определенных участках ДНК.
Разумеется, было бы преждевременно зачислять куркуму или зеленый чай в разряд лекарственных препаратов. Действенность этих веществ для человеческого организма пока не доказана. И даже если они оказывают определенное воздействие, то предположительно лишь в очень высокой концентрации. Более вероятным представляется появление синтетических средств, имеющих аналогичный механизм действия.
Соя – третий продукт в этой компании вновь открытых эпигенетических средств. Она содержит генистеин, вещество, относящееся к группе фитоэстрогенов. Это растительное соединение, которое выглядит и действует как женский половой гормон эстроген. Поэтому в очень большом количестве генистеин даже считается токсином. Доказано, что он может снижать репродуктивную способность мужчин и женщин.
Но возможно, это соединение обладает способностью защищать от рака и ожирения. Специалисты уже давно выдвинули предположение, что употребление в пищу большого количества сои в Восточной Азии дает ответ сразу на две загадки: почему жители Японии, Кореи или Китая намного реже, чем жители западных стран, страдают от рака и ожирения со всеми сопутствующими заболеваниями? И почему этот феномен не наблюдается у многих азиатских семей, которые эмигрировали, например, в США?
Теперь «соевый тезис» нашел убедительное подкрепление в эпигенетике. Ибо ученые обнаружили, что генистеин тоже изменяет второй код. Подобно фолиевой кислоте со товарищи, наиболее устойчивый эффект соя дает в период внутриутробного развития. Генистеин присоединяется к участкам прикрепления эстрогена, что, в свою очередь, способствует модификации некоторых белков-«барабанов» в клеточных ядрах. Вследствие этого метильные группы часто присоединяются к ДНК и заставляют гены надолго замолчать. Теоретически этот механизм отключает гены, активность которых в долгосрочной перспективе приводит к заболеванию. Это может на всю жизнь обеспечить людям защиту от рака, избыточного веса и любых сердечно-сосудистых заболеваний.
Признаю: эта цепь биохимических реакций на первый взгляд кажется умозрительной. Кроме того, можно предположить, что генистеин выключает также и «хорошие» гены. Но тем не менее теория эта работает на практике. Группа Рэнди Джертла повторила на желтых агути опыты, в результате которых ранее была доказана защитная функция фолиевой кислоты. На этот раз ученые из Дарема под руководством докторанта Даны Долин о й добавили в корм беременных агути только дополнительную порцию генистеина. Тем не менее результаты оказались такими же, как и в предыдущих опытах.
Снова детеныши, матери которых получали специальный корм, были бурыми и поджарыми, а в течение жизни редко болели раком и диабетом. И снова ученые обнаружили на соответствующих участках ДНК метильные группы, которые отключали дефектный ген агути и, по всей вероятности, приводили к желаемым результатам.
Что особенно убеждает: для достижения этого эффекта оказалось достаточно примерно столько же генистеина, сколько в азиатских странах люди ежедневно потребляют в пищу с соевыми продуктами. Как отмечает Рэнди Джертл, это объясняет не только давно известный феномен, что лабораторные крысы реже страдают сердечными заболеваниями, если их матери употребляли много сои. «Если результаты подтвердятся и на людях, это объяснит, почему ожирение и рак в азиатских странах встречаются реже, чем в США или Европе», – добавляет ученый. Но пока обнаружить решающую связь между модельной системой «Агути» и человеком не удалось.
Руки прочь от пластиковых бутылокВ свете представленных выше работ Рэнди Джертла вряд ли кто-то усомнится в том, что он умный человек с тонким чутьем на научные тенденции. Когда Нора Волков, одна из ведущих исследователей наркомании, выдвигала его кандидатуру на звание «Человек года 2007» в журнале «Тайм», она обосновала свое предложение в восторженных выражениях: «Его новаторские работы раскрыли перед нами необъятный мир новых возможностей, в котором ген больше не воспринимается как неумолимый приговор, а скорее оказывается точкой взаимодействия с окружающей средой, при помощи которой геном может изменяться».
Однако эти открытия не принесли ученому из Дарема быстрого обогащения. Не существует «пилюль Рэнди Джертла», содержащих все пищевые добавки, которые оказались так полезны лабораторным мышам, да и «эпигенетический чудо-порошок для будущих матерей», который следует подмешивать в пищу ради блага своих будущих детей, тоже еще не создан.
Я интересуюсь, почему он не рекламирует свои открытия. Может, надеется, что способствовал более сознательному отношению людей к своему питанию и в ближайшем будущем будут созданы дотированные государством эпигенетические программы питания для беременных? «Вы мечтатель, – отвечает он задумчиво, – я же, напротив, пессимист».
Большинство людей не очень любят, когда им диктуют, что они должны есть, – и это, вероятно, к лучшему.
Пока что не известно: а вдруг усиленная «метилирующая диета» принесет какой-нибудь вред? Никто до сих пор не смог доказать, что излишек фолиевой кислоты или генистеина не приведет к отключению полезных генов, активность которых защищает нас, например, от рака. «Это может иметь значение именно для пожилых людей», – добавляет ученый.
Тогда пилюли с ударной дозой этих веществ могут добиться прямо противоположного эффекта: они сделают нас в долгосрочной перспективе куда болезненней, чем мы были до этого. В ходе своих опытов Рэнди Джертл не обнаружил признаков такого воздействия, однако теоретически их исключать нельзя. Исследователь с самого начала обращал внимание на то, что результаты его опытов можно интерпретировать, например, и как аргумент против чрезмерного употребления беременными фолиевой кислоты.
И действительно, аллерголог Джон Холлингсуорт, который, как и Рэнди Джертл, работает в Дюкском университете, установил, что пищевые добавки, идущие на пользу агути, другим животным могут навредить. Ученый проверил это на беременных мышах, которые вследствие генетической предрасположенности особенно часто болели аллергической астмой. У их детенышей, унаследовавших эту склонность, усиленное потребление фолиевой кислоты перепрограммировало второй код таким образом, что они страдали от астмы больше, чем мыши, получавшие обычный корм.
Краткий вывод Рэнди Джертла: не стоит перебарщивать, «главное – правильная доза». Слишком мало фолиевой кислоты, генистеина или холина – определенно плохо, слишком много – вероятно, тоже. Поэтому витаминные препараты в высоких дозах принимать как раз не рекомендуется. Ученый так же критически относится к обязательному обогащению американской и канадской муки фолиевой кислотой. Люди, у которых метаболические процессы недостаточно эффективно расщепляют этот витамин, возможно, накапливают слишком большое его количество. «Оптимальная доза индивидуальна», – добавляет Джертл. Его коллега Джон Холлингсуорт высказывает предположение, что употребление беременными женщинами фолиевой кислоты в больших количествах – возможно, причина нынешнего роста заболеваемости астмой среди детей.
Тем не менее ученые не собираются отказываться от фолиевой кислоты как необходимой пищевой добавки для беременных. В соответствии с нынешним уровнем знаний, считает Рэнди Джертл, польза от нее перевешивает.
В ином отношении ситуация сегодня значительно яснее. Существуют токсины, которые однозначно вредны для эпигенома, по крайней мере на этапе раннего развития, и всем настоятельно рекомендуется отказаться от них. В этой связи уже упоминались никотин и алкоголь. Даже кофеин, если матери употребляют его в слишком больших количествах, повышает риск нарушений роста еще не родившегося ребенка, к тому же малыш может появиться на свет с недостаточным весом. Таков вывод обследования 2635 будущих матерей, проведенного британской исследовательской группой международной благотворительной организации «Кооперативное общество по повсеместному оказанию американской помощи».
На основании этих данных беременным женщинам рекомендуется употреблять ежедневно не более 200 миллиграммов кофеина. Они содержатся в двух чашках кофе или в трех-четырех чашках чая. И даже этого может оказаться слишком много. Если верить результатам новейшего исследования на мышах, вполне вероятно, что на ранних сроках беременности вред эмбриону наносят уже одна-две чашки кофе в день.
Значительные модификации эпигенома может также вызвать запрещенный в Германии пестицид винклозолин. Во всяком случае, в США это убедительный аргумент в пользу биопродуктов, не подвергавшихся химической обработке. Еще большее беспокойство эпигенетиков вызывает очень распространенное соединение, которое содержится, например, в пластиковых бутылках и во внутреннем покрытии жестяных консервных банок, – бисфенол-А.
Это основное вещество, содержащееся в поликарбонатах всех типов, в небольших количествах переходит из готового полимера в продукты питания. До сих пор оно считалось неядовитым. Европейский комитет по безопасности пищевых продуктов, например, оценивает количество этого вещества, которое мы получаем с пищей, как незначительное. Но, по словам эссенского генетика Бернхарда Хорстхемке, общепринятые анализы на канцерогенность не учитывают такие эпигенетические модификации, как прикрепление метильных групп или его предотвращение: «проблема заключается в методике». Необходимо разработать тест, который учитывал бы эпигенетическое воздействие.
Во всяком случае, доказано, что бисфенол-А оказывает действие, аналогичное гормональному, и прежде всего повсюду препятствует метилированию ДНК. Это может, по крайней мере теоретически, представлять большую опасность для здоровья. Дана Долиной и ее коллеги уже показали, что желтые агути, которые в утробе матери подверглись воздействию бисфенола-А, позднее становились особенно желтыми, толстыми и болезненными.
Однако это можно довольно легко скомпенсировать при помощи фолиевой кислоты, холина или генистеина, что еще раз демонстрирует невероятный потенциал «метилирующей диеты». Но Рэнди Джертл предупреждает: если бы его спросили, что он посоветует беременной женщине на основании своего опыта как токсиколога и эпигенетика, он порекомендует «в первую очередь не притрагиваться к напиткам из пластиковых бутылок». Хотя пока это всего лишь мера предосторожности, поскольку и в этом вопросе еще неясно, можно ли однозначные результаты опытов на животных переносить на человека.
Между тем бисфенол-А содержится почти во всем, от него практически некуда деться. Поэтому новые данные – по меньшей мере еще один аргумент в пользу здорового питания, чтобы таким образом обеспечить организм достаточным количеством всех тех микроэлементов и витаминов, которые способствуют поддержанию процесса метилирования. Ибо «метилирующая диета», по всей видимости, стимулирует процессы, прямо противоположные тем, которые запускает бисфенол-А. То есть она действует как эпигенетическое противоядие: компонент полимеров в этом случае теряет способность сокращать число существующих в организме свободных метильных групп и подавлять ферменты, прикрепляющие эти группы к ДНК.
Сам Джертл старается избегать пластика, насколько это возможно. Он видел слишком много данных, свидетельствующих о том, как сильно бисфенол-А меняет уровень метилирования в клетках. «Для меня это означает: не пить лимонад или содовую, поскольку они продаются только в пластиковых бутылках, и никогда не есть продукты из жестяных банок, так как на их внутренней поверхности всегда есть полимерный слой», – говорит ученый. Пищевые добавки для профилактики он, напротив, не принимает. По его словам, сбалансированного питания, включающего свежие продукты, вполне достаточно. «Почаще есть тофу – хорошая идея, но я никогда не стал бы глотать генистеин в таблетках».
При помощи своих исследований он в первую очередь стремится убедить как можно больше людей в том, что, если они станут тщательнее заботиться о своем здоровье, это перенастроит их клеточную память в положительную сторону. «Сейчас мы наконец отважились на скачок от мыши к человеку и ищем совершенно конкретные человеческие гены, которые повышают предрасположенность к той или иной болезни, если были запрограммированы эпигенетически неправильно», – сообщает ученый.
Рэнди Джертл надеется обнаружить их через несколько лет. Вот тогда, как абсолютно убежден эпигенетик, люди наконец поймут, что все полученные до сих пор знания о втором коде касаются не только мышей, овец или крыс, но совершенно непосредственно и неизбежно их самих. Скептически настроенный токсиколог и онколог внезапно заговорил по-настоящему оптимистичным тоном.
